TIDA-00442

用于 220VAC 电源供电的逆变器的接地故障保护(基于分流器)参考设计

TIDA-00442

设计文件

概述

该参考设计用于检测基于逆变器的驱动器中的接地故障。使用分流电阻器在直流正极和直流负极总线上测量逆变器电流。使用由低侧开关降压转换器供电的 INA170 测量直流正极总线上的电流。使用精密运算放大器检测直流负极总线上的电流。使用高速比较器将两个测量电流之间的差值与固定阈值进行比较,以确定是否发生接地故障。

特性
  • 基于分流器的电流检测,可实现逆变器控制和保护
  • 额定可测量 +/-20A 的峰值直流链路电流(针对 +/-5A 对设计进行了测试)
  • 高侧电流检测电路具有 +450V 的高共模电压,支持 220V 交流电源供电的驱动器
  • 在 -10°C 至 55°C 的工作温度范围内校准的高侧和低侧测量误差小于 1.5%
  • 接地故障(最小故障检测电流为 300mA,检测时间小于 50µs)
  • 可连接 MCU 的内置 3.3V ADC
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我们开发的全面组装电路板仅用于测试和性能验证,不可用于销售。

设计文件和产品

设计文件

下载现成的系统文件,加快您的设计过程。

TIDUA56A.PDF (4967 K)

参考设计概述和经过验证的性能测试数据

TIDRFC3.PDF (477 K)

设计布局和元件的详细原理图

TIDRFC4.PDF (38 K)

设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

TIDRFC5.PDF (162 K)

元件放置方式设计布局的详细原理图

TIDRFC7.ZIP (1257 K)

IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

TIDCAH7.ZIP (375 K)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

TIDRFC6.PDF (1481 K)

用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

模拟电流检测放大器

INA1702.7V 至 60V、双向、400kHz 可变增益电流感应放大器

数据表: PDF
AC/DC 和 DC/DC 转换器(集成 FET)

UCC28880适用于非隔离式交流/直流转换的高电压开关

数据表: PDF | HTML
串联电压基准

REF20333.3V Vref、低温漂、低功耗、双输出 Vref 和 Vref/2 电压基准

数据表: PDF | HTML
并联电压基准

LM4040固定和电压、45µA、精密微功耗并联电压基准

数据表: PDF | HTML
比较器

TLC372双通道通用 LinCMOS™ 差分比较器

数据表: PDF
精密运算放大器 (Vos<1mV)

OPA2376双通道、低噪声、低静态电流、精密运算放大器

数据表: PDF | HTML

开始开发

设计工具和仿真

仿真模型

TIDA-00442 Simulation of Ground Fault Detection — TIDM032.ZIP (116 K)

仿真模型

TIDA-00442 Simulation of Normal Operation — TIDM033.ZIP (115 K)

技术文档

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类型 标题 下载最新的英文版本 日期
* 设计指南 Shunt-Based Ground Fault Protection for Inverters Design Guide (Rev. A) 2015年 8月 20日

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模拟工具
TINA-TI 基于 SPICE 的模拟仿真程序

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