AMC0106M05 ±50mV输入功能隔离式δ-Σ调制器技术手册

该AMC0106M05是一种精密、功能隔离的三角积分调制器，输入电压范围为±50mV。隔离栅将系统中在不同共模电压电平下运行的部分分开。隔离栅支持高达 200VRMS / 280VDC 的工作电压和高达 570VRMS / 800VDC 的瞬态过电压。

该AMC0106M05具有小封装尺寸和低输入电压范围，专为空间受限应用中的高精度隔离电流检测而设计。电流隔离栅支持高共模瞬变，并允许将敏感控制电路与功率级的开关噪声隔离开来。
*附件：amc0106m05.pdf

AMC0106M05的输出比特流与外部时钟同步。结合 sinc3、OSR 256 滤波器，该器件可实现 16 位分辨率，动态范围为 84dB，数据速率为 78kSPS。

该AMC0106M05采用8引脚、0.65mm间距VSON封装，额定工作范围为–40°C至+125°C的扩展工业温度范围。

特性

• 线性输入电压范围：±50mV
• 电源电压范围：
  • 高侧 （AVDD）：3.0V 至 5.5V
  • 低侧 （DVDD）：2.7V 至 5.5V
• 低直流误差：
  • 失调误差：±200μV （最大值）
  • 失调漂移：±1.2μV/°C（最大值）
  • 增益误差：±0.3%（最大值）
  • 增益漂移：±50ppm/°C（最大值）
• 高 CMTI：150V/ns（最小值）
• 缺少高侧电源检测
• 低 EMI：符合 CISPR-11 和 CISPR-25 标准
• 功能隔离：
  • 200VRMS，280VDC工作电压
  • 570VRMS，800VDC 瞬态过压（60 秒）
• 在扩展的工业温度范围内完全额定：–40°C 至 +125°C

参数

方框图

一、核心特性

1. 精度与电气性能
   • 低直流误差：失调误差最大 ±200μV，失调漂移最大 ±1.2μV/°C；增益误差最大 ±0.3%，增益漂移最大 ±50ppm/°C，确保宽温范围内测量准确性。
   • 高抗干扰能力：共模瞬态抗扰度（CMTI）最低 150V/ns，满足高噪声工业环境需求；电磁干扰（EMI）符合 CISPR-11 和 CISPR-25 标准，减少对周边设备干扰。
   • 输入与时钟：模拟输入阻抗随时钟频率变化，20MHz 时钟下为 5.3-7.3kΩ；支持 5-21MHz 外部时钟，时钟高 / 低电平时间最小 21.5ns，输出比特流与时钟同步。
2. 隔离与封装
   • 功能隔离：隔离屏障支持 200VRMS/280VDC 工作电压，60s 瞬态过压 570VRMS/800VDC，实现高低压域隔离，保护敏感控制电路。
   • 封装规格：采用 8 引脚 VSON 封装（DEN 类型），尺寸 3.5mm×2.7mm，适合空间受限设计；工作温度范围 - 40°C 至 + 125°C，覆盖工业级应用需求。
3. 功耗与启动
   • 功耗：高侧电源（AVDD）电流典型 6.2mA、最大 8.0mA，低侧电源（DVDD）电流典型 4.5mA、最大 7.0mA，功耗较低。
   • 启动：AVDD 从 0V 升至 3.0V（DVDD≥2.7V）时，启动时间典型 100μs，比特流即可稳定输出；支持高侧电源缺失检测，缺失时输出恒定低电平，便于故障排查。

二、适用场景

凭借高精度、高隔离特性，AMC0106M05 主要应用于以下领域：

• 电机驱动与变频器 ：48V 电机驱动、48V 变频器中的电流采样，隔离功率级开关噪声与控制电路，确保电流检测精度。
• 模拟输入模块 ：工业自动化中的模拟信号采集模块，实现高低压域信号隔离传输，提升系统抗干扰能力。
• 电源设备 ：电源系统中的电流监测，如开关电源的输出电流采样，保障电源稳定运行。

三、硬件设计要点

1. 电源与去耦
   • 电源要求：高侧 AVDD 电压范围 3.0-5.5V，低侧 DVDD 电压范围 2.7-5.5V，无需特定上电顺序。
   • 去耦配置：AVDD 和 DVDD 均需并联 100nF 与 1μF 低 ESR 电容，且电容需紧贴器件电源引脚，减少电源噪声干扰；推荐使用 MLCC 电容，需考虑直流偏置下的实际电容值衰减。
2. 输入电路设计
   • 分流电阻选型：根据线性输入范围（±50mV）和最大采样电流确定阻值，例如 25A 电流采样需选 2mΩ 电阻；需考虑电阻功率，建议工作功率不超过额定值的 2/3。
   • 输入滤波：INP 与 INN 间需接至少 10nF 电容，推荐搭配 10Ω 电阻构成差分 RC 滤波，截止频率需低于时钟频率一个数量级，衰减高频噪声；可额外添加 1nF 共模电容（INP/INN 分别到 AGND），提升高频共模抑制能力。
3. 隔离与布局
   • 隔离注意：器件高侧（1-4 引脚）与低侧（5-8 引脚）需满足爬电距离（≥1mm）和电气间隙（≥1mm），避免隔离失效；隔离屏障基于 SiO₂电容，抗磁场干扰能力强。
   • 布局准则：分流电阻需靠近 INP/INN 引脚，减少信号路径损耗；AGND 单独布线并直接连接分流电阻，避免与 INN 在器件端直接短接，降低失调误差；数字信号（CLKIN、DOUT）与模拟信号（INP、INN）分开布局，减少串扰。
4. 比特流处理
   • 滤波要求：输出比特流需经数字低通滤波器处理，推荐采用 sinc3 滤波器（过采样率 OSR=256），可实现 16 位分辨率、84dB 动态范围，数据率 78kSPS；可通过 MCU（如 TI C2000 系列）或 FPGA 实现滤波，部分 MCU 提供专用硬件滤波模块，简化设计。

四、工作模式与异常处理

1. 五种工作模式
   • 关闭状态：DVDD 低于欠压阈值，DOUT 呈高阻态，内部由 ESD 二极管钳位至 DVDD/DGND。
   • 高侧电源缺失：DVDD 正常但 AVDD 低于欠压阈值（典型 2.05V），DOUT 持续输出低电平，无 128 时钟周期脉冲，可区分负满量程输入。
   • 共模输入违规：AVDD、DVDD 正常，但共模电压（(INP+INN)/2）超出 - 0.032-1V 范围，输出无效数据。
   • 差分输入超量程：输入电压绝对值≥64mV（钳位电压），DOUT 每 128 个时钟周期输出一个 1 或 0，指示满量程状态（负满量程输出 1、正满量程输出 0）。
   • 正常工作：所有参数均在推荐范围内，DOUT 输出与输入电压成比例的比特流，16 位分辨率下对应代码范围 7168（-50mV）-58368（+50mV）。
2. 异常保护
   • 过压保护：输入电压超出绝对最大额定值时，需限制输入电流在 ±10mA 以内，避免 ESD 保护电路损坏。
   • 高温保护：结温最高 150°C，需通过 PCB 散热设计（如暴露热焊盘并多过孔连接地平面）控制温度，避免高温导致性能下降。