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。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，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：

*附件：AMC1351數(shù)據(jù)手冊.pdf

*附件：AMC1351-Q1數(shù)據(jù)手冊.pdf

Texas Instruments AMC1351/AMC1351-Q1的高阻抗輸入針對與高阻抗電阻分壓器或具有高輸出電阻的其他電壓信號源的連接進(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)動或其他應(yīng)用中進(jìn)行精確的直流電壓檢測。AMC1351-Q1器件符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)，適用于汽車應(yīng)用。

特性

• 線性輸入電壓范圍：-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，專為工業(yè)自動化系統(tǒng)中需要高精度電壓隔離測量的場景設(shè)計。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)免受潛在危險電壓的損害。

2.2 精密模擬前端

器件集成了高阻抗輸入級(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
• 輸出負(fù)差分電壓(-2.5V典型值)作為故障指示
• 簡化系統(tǒng)級診斷設(shè)計

三、設(shè)計注意事項(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(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
   • 使用短而寬的走線連接去耦電容
3. 熱管理：
   • θJA=84.6°C/W(SOIC-8)
   • 計算最大功耗：PD=(VDD1×IDD1)+(VDD2×IDD2)
   • 避免超過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，測量輸出偏移
   • 在ADC代碼中減去對應(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：
   • 存儲典型器件的TCVOS和TCEG曲線
   • 根據(jù)系統(tǒng)溫度傳感器動態(tài)調(diào)整

四、性能對比與選型建議

?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3倍(135年MTTF)

?與隔離Σ-Δ ADC比較?：

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

?選型場景推薦?：

• 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：集成分流測量的電流檢測方案

五、未來發(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個隔離通道
2. 更高電壓等級：開發(fā)10kVRMS隔離版本
3. 智能診斷增強(qiáng)：集成開路/短路檢測功能
4. 數(shù)字接口選項(xiàng)：增加SPI/I2C數(shù)字輸出版本