This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] AMC1300:使用 AMC1200/AMC1300 的多个串联超级电容器电池

Guru**** 2333840 points
Other Parts Discussed in Thread: INA146, AMC1300, AMC1200, AMC3330, AMC1311, AMC131M03
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1526005/amc1300-multiple-series-connected-supercapacitor-cells-using-the-amc1200-amc1300

器件型号:AMC1300
主题中讨论的其他器件: AMC1200AMC3330AMC1311、INA146、 AMC131M03

工具/软件:

我正在开发一个使用 AMC1300 全差分隔离放大器测量多个串联的超级电容器电池上的电压的项目。 堆叠中的第一个电芯具有 60V 的电压、我选择了 AMC1300、因为它具有高共模电压 (VCM) 容差、似乎适用于这种高压应用。

应用说明

  • 目标 :测量串联电池组中每个超级电容器电池的电压,并联均衡电阻器。

  • 配置 :我计划以菊花链方式连接 AMC1200s 以实现差分输入:

    • 第一个 AMC1200(元件 1)的 VINN 引脚连接到第二个 AMC1200(元件 2)的 VINP 引脚、依此类推、以使每个电芯的电压相对于下一个电芯的电压为基准。

    • 每个 AMC1200 用于测量一节电芯两端的差分电压。

  • 消息

    • 第一节电芯的相对接地电压为 60V。

    • 每个 AMC1200 由隔离式电源供电(VDD1 = 5V、VDD2 = 5V,在高侧和低侧接地端之间具有适当的隔离)。

遇到问题

在仿真(使用 AMC1300 的 SPICE 模型)中、配置无法按预期工作:

  • 仿真显示、不切实际的高功率耗散约为 11kW、这显然是不正确的。

  • 电池上测得的电压并不准确、这表明输入配置或共模电压处理存在问题。

问题

  1. 我的建议配置(一个 AMC1200 的 VINN 连接到 VINP)是否适用于测量串联的超级电容器电池两端的电压? 如果没有、建议的方法是什么?

  2. 假设第一个电池上的电压为 60V、仿真中的高功率耗散是否是由于共模电压处理不当造成的? AMC1300 是否需要额外元件(例如分压器或钳位电路)来管理如此高的 VCM?

  3. 在高电压串联堆叠应用中使用多个 AMC1300 时、是否有具体的设计注意事项或参考电路?

  4. 仿真问题是否与 SPICE 模型或仿真设置有关? 我是否应该检查已知限制或设置?

其他详细信息

  • 超级电容器电池的电压预计分别在几伏的范围内、但第一个电池组的电压从 60V 开始。

  • 我使用 AMC1300 来实现数据表中指定的隔离和高 VCM 容差

  • 该仿真工具是 TI 的 SPICE 模型。

如果对此应用提供有关正确配置、仿真故障排除或参考设计的指导、我们将不胜感激。 提前感谢您的支持! 不要犹豫,向我推荐其他可以完成工作的设备。

此致、

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好:  

    感谢您分享您的项目的详细和写得很好的总结!

    请注意、非常高的共模抑制源于这样 一个事实:隔离放大器的高压侧通过电容隔离栅与次级侧相隔离(数据以数字方式传输)。  

    高压侧(引脚 VDD1、GND1、INP 和 INN 一组)无法承受任何高共模。 它必须在电源轨范围内保持不变。  

    查看图表时、您会看到电源端口短接在一起。 顶部放大器 U10 引脚 GND1 连接到 0、底部放大器也连接到 0。 这意味着、当您开始扫描电压 V15 时、U10 的 INP、INN 上的电压会远高于 VCC1。 电路的内部体二极管开路、电流不受限制。 在现实生活中、零件会爆炸。  

    此外、AMC1300 的输入仅为 250mV。 将更好的 AMC1311 或 AMC0331 与电阻分压器搭配使用。 如果需要集成电源(更易于使用)、请使用 AMC3330。

    随附了一个简要的图表、展示了我认为该电路应该是什么样的。 请先在 SPICE 中尝试。

    此致、

    Jiri Panacek,

    系统应用工程师

    e2e.ti.com/.../Sfrsq037.em25061116210.pdf

     

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    感谢您的快速答复。 如果我理解正确、您的回复建议在此配置中、每个 AMC1300 都需要自己的隔离式电源来为高侧 (VDD1) 供电。 是这样吗?

    遗憾的是、由于空间和成本限制、我们的设计无法适应多个隔离式电源。 此外、虽然 AMC3330 非常适合此应用、但其功率耗散太高、无法满足我们的要求(我们需要 52 个元件)。

    您是否建议使用全差分隔离放大器、以便在串联的超级电容器电池测量设置中为多个器件使用单电源(或共享电源)? 或者、是否有任何设计技术或 TI 参考设计可以帮助在保持测量精度的同时更大限度地减少隔离式电源的数量?

    感谢您的帮助!

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    这是正确的、在这种情况下、您需要独立的隔离式电源。  

    我正在考虑针对您的问题的不同解决方案:

    选项 1: 采用 BQ 器件适用于电池管理系统。 这就是汽车制造商用于监测电池的技术。  

    https://www.ti.com/battery-management/monitors-balancers/products.html#1498=Automotive&2192=Stackable%20(built-in%20interface)&

    https://www.ti.com/battery-management/monitors-balancers/overview.html

    不过、我不太了解该产品系列。 如果您发现有任何感兴趣的器件、请创建新的 E2E 主题并使用此器件作为标签。 这涉及到我的同事(在世界的另一边)、他们应该能够回答您的问题。

    选项 2:

    使用具有极高共模范围的集成式差分放大器(以 INA146 为例)。

    https://www.ti.com/amplifier-circuit/difference/overview.html

    这是非隔离式解决方案。 如果需要电隔离、可以使用 AMC131M03(通过 SPI 进行通信)等器件、这实际上是一个 3 通道隔离式 AD 转换器。  

    选项 3:

    使用标准的轨到轨输入/输出运算放大器(例如 OPAx911 系列)和精密电阻器(取决于您想要实现的精度)自行创建差分放大器。

    同样、如果您不想使用 AMC***以外的特定器件、请创建新的 E2E 主题、因为系统会自动将其转发给合适的工程师、因为我只是 AMC 器件的专家。 ;-)

    我希望这对您有所帮助、  

    此致、  
    Jiri