Texas Instruments AMC1351/AMC1351-Q1精密隔離放大器的輸出與輸入電路由抗電磁干擾性能極強(qiáng)的隔離柵隔開(kāi)。該隔離柵經(jīng)認(rèn)證可提供高達(dá)5kVRMS的增強(qiáng)電流隔離，符合VDE-V 0884-10和UL1577標(biāo)準(zhǔn)。它還支持最高1.5kVRMS的工作電壓。該隔離柵可將系統(tǒng)中以不同共模電壓電平運(yùn)行的各器件隔開(kāi)，并保護(hù)低壓側(cè)免受可能有害的電壓沖擊。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：

*附件：AMC1351數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

*附件：AMC1351-Q1數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

Texas Instruments AMC1351/AMC1351-Q1的高阻抗輸入針對(duì)與高阻抗電阻分壓器或具有高輸出電阻的其他電壓信號(hào)源的連接進(jìn)行了優(yōu)化。具有出色的精度和低溫漂，可支持在–40°C至+125°C的工業(yè)級(jí)擴(kuò)展工作溫度范圍內(nèi)，在直流/直流轉(zhuǎn)換器、變頻器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)或其他應(yīng)用中進(jìn)行精確的直流電壓檢測(cè)。AMC1351-Q1器件符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)，適用于汽車(chē)應(yīng)用。

特性

• 線(xiàn)性輸入電壓范圍：-0.25V至5V
• 高輸入阻抗：1.25mΩ（典型值）
• 固定增益：0.4V/V
• 低直流誤差
  • 失調(diào)電壓誤差：±1.5mV（最大值）
  • 失調(diào)漂移：±15μV/°C（最大值）
  • 增益誤差：±0.2%（最大值）
  • 增益漂移：±35ppm/°C（最大值）
  • 非線(xiàn)性度：±0.02%（最大值）
• 高側(cè)和低側(cè)運(yùn)行電壓：3.3V或5V
• 高CMTI：100kV/μs（最小值）
• 失效防護(hù)輸出
• 安全相關(guān)認(rèn)證
  • 7070 VPK增強(qiáng)型隔離，符合DIN VDE V 0884-11：2017-01
  • 符合UL1577標(biāo)準(zhǔn)且長(zhǎng)達(dá)1分鐘的5000VRMS隔離
• 完全指定擴(kuò)展工業(yè)溫度范圍：–40°C至+125°C

功能框圖

AMC1351精密隔離放大器技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品概述

AMC1351是德州儀器(TI)推出的一款高精度、5V輸入、增強(qiáng)型隔離放大器，專(zhuān)為工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中需要高精度電壓隔離測(cè)量的場(chǎng)景設(shè)計(jì)。該器件采用SOIC-8封裝(5.85mm × 7.50mm)，于2021年12月發(fā)布初始版本(SBASAA8)。

?核心特性?：

• 線(xiàn)性輸入電壓范圍：-0.25V至5V
• 高輸入阻抗：1.25MΩ(典型值)
• 固定增益：0.4V/V
• 超低直流誤差：
  • 偏移誤差±1.5mV(最大值)
  • 增益誤差±0.2%(最大值)
  • 非線(xiàn)性度±0.02%(最大值)
• 支持高邊和低邊3.3V或5V供電
• 超高CMTI：100kV/μs(最小值)

二、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新

2.1 增強(qiáng)型隔離架構(gòu)

AMC1351采用基于SiO2的電容隔離屏障技術(shù)，具有：

• 7070-VPK增強(qiáng)隔離(DIN VDE V 0884-11:2017-01認(rèn)證)
• 5000-VRMS隔離(UL1577認(rèn)證，1分鐘)
• 工作電壓高達(dá)1.5kVRMS
• 屏障電容低至約1.5pF(輸入到輸出)

隔離屏障將系統(tǒng)運(yùn)行在不同共模電壓水平的部分分離，保護(hù)低壓側(cè)免受潛在危險(xiǎn)電壓的損害。

2.2 精密模擬前端

器件集成了高阻抗輸入級(jí)(1.25MΩ)和二階ΔΣ調(diào)制器，具有出色的溫度穩(wěn)定性：

• 偏移漂移：±15μV/°C(最大值)
• 增益漂移：±35ppm/°C(最大值)
• 長(zhǎng)期穩(wěn)定性(10年@55℃)：
  • 偏移電壓變化±3mV
  • 輸入電阻變化0ppm

2.3 智能診斷功能

獨(dú)特的故障安全輸出機(jī)制：

• 當(dāng)高邊電源VDD1缺失或低于欠壓閾值(2.5V-2.9V)時(shí)
• 輸出負(fù)差分電壓(-2.5V典型值)作為故障指示
• 簡(jiǎn)化系統(tǒng)級(jí)診斷設(shè)計(jì)

三、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

3.1 布局指南

1. 隔離屏障處理：
   • 保持輸入/輸出側(cè)地平面分離
   • 屏障下方避免走線(xiàn)(最小8.5mm爬電距離)
2. 去耦策略：
   • 每側(cè)電源引腳就近放置1μF+100nF MLCC
   • 使用短而寬的走線(xiàn)連接去耦電容
3. 熱管理：
   • θJA=84.6°C/W(SOIC-8)
   • 計(jì)算最大功耗：PD=(VDD1×IDD1)+(VDD2×IDD2)
   • 避免超過(guò)96mW總功耗限制

3.2 誤差補(bǔ)償技術(shù)

?校準(zhǔn)方法?：

1. 零點(diǎn)校準(zhǔn)：
   • 短接IN至GND1，測(cè)量輸出偏移
   • 在ADC代碼中減去對(duì)應(yīng)值
2. 增益校準(zhǔn)：
   • 施加精確的5V參考輸入
   • 調(diào)整ADC比例因子使讀數(shù)匹配預(yù)期值
3. 溫度補(bǔ)償：
   • 存儲(chǔ)典型器件的TCVOS和TCEG曲線(xiàn)
   • 根據(jù)系統(tǒng)溫度傳感器動(dòng)態(tài)調(diào)整

四、性能對(duì)比與選型建議

?與光耦方案比較?：

• 精度提升10倍以上
• 帶寬提高5倍(300kHz vs 60kHz)
• 壽命延長(zhǎng)3倍(135年MTTF)

?與隔離Σ-Δ ADC比較?：

• 簡(jiǎn)化接口(直接模擬輸出)
• 更低延遲(1.5μs典型傳播延遲)
• 更適合實(shí)時(shí)控制環(huán)路

?選型場(chǎng)景推薦?：

• 首選AMC1351：需要模擬輸出、中等帶寬、極高CMTI
• 考慮AMC1336：更高帶寬(1MHz)但更低精度
• 考慮AMC3301：集成分流測(cè)量的電流檢測(cè)方案

五、未來(lái)發(fā)展方向

基于AMC1351的技術(shù)演進(jìn)可能包括：

1. 多通道集成：在單封裝中集成2-4個(gè)隔離通道
2. 更高電壓等級(jí)：開(kāi)發(fā)10kVRMS隔離版本
3. 智能診斷增強(qiáng)：集成開(kāi)路/短路檢測(cè)功能
4. 數(shù)字接口選項(xiàng)：增加SPI/I2C數(shù)字輸出版本