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] AMC3302:冗余系统中的电流测量不一致

Guru**** 2473830 points
Other Parts Discussed in Thread: AMC3302, AMC3330

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/1549145/amc3302-current-measurement-inconsistenties-in-redundant-system

器件型号:AMC3302
主题中讨论的其他器件: AMC3330

工具/软件:

尊敬的 TI 专家:

 我们使用 AMC3302 IC 创建了一个测量伺服电机系统中三相电流的电路。 如下面的原理图所示、我们在冗余结构中为每个阶段创建了一个专用测量。 鉴于此系统、我们出于其他原因稍微偏离了标准操作程序:

  • 我们将 2 个 AMC3302 IC 连接到同一分流电阻器以用于冗余测量系统
  • 我们放置了 AMC3302 IC、这些 IC 以堆叠方式从同一分流器进行测量 (https://www.ti.com/lit/an/sbaa515a/sbaa515a.pdf?ts = 1754307985947&ref_url=https ps%253A%252F%252Fe2e.ti.com%252F)
  • 出于不同的测量原因和观察结果、我们将铁氧体磁珠的数量从每个 AMC3302 减少到 2 个、并将 HGND 连接到差分输入滤波器前面的 INN (80 Ω 和 100nF)
  • 我们使用了六层 PCB、将所有层的接地层一直延伸到铁氧体磁珠以及 AMC3302 IC 下方、以屏蔽底层堆叠的 AMC3302 的干扰、并屏蔽堆叠之间的电压信号(布局中的绿线)的干扰

根据此设置、我们遇到 2 个问题。 首先、在所有相位的校准期间、我们在不同的相电流测量中都会遇到不一致的情况。 六次测量中有四次的测量结果是一致的、但两次测量结果完全不同。 但是、所有这些器件的布局都存在差异。 然而、我们预计没有任何电流从 PCB 布线上的分流器流向铁氧体磁珠和差分输入滤波器。 因此、我们很好奇这个问题可能以哪种方式与布局有关。 您能给我们提供一些调试建议吗?

其次、在使用我们的示波器进行测量时、我们还观察到差分输入滤波器电容器上累积了大量噪声。 此外、在高噪声环境中、噪声的影响会持续增加。 您认为这是否有任何原因会影响您对所有这些 AMC3302 的看法? 我们还使用 AMC3330 在同一电路板上测量电压、噪声对此 IC 的影响要小得多。 这是否与两个 IC 之间的输入电阻差异有关?

 我们希望得到快速响应、并希望收到任何反馈。

Gertjan

测量设置原理图:

测量设置的布局:

  • 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。

    尊敬的 Gertjan:

    您在系统中看到的不一致性和噪声是什么样子的?  您是否拍摄了 可以分享这些行为的示波器镜头?  

    能否详细说明一下您提到的在 AMC 单元下运行的接地平面? 接地层似乎从器件的高侧延伸到低侧。 器件连接到接地平面的位置是什么? 您是否也有底部迹线的布局图? 包含分流器连接的器件和布局?

    跨越隔离栅进行连接可能会破坏隔离栅并导致意外行为。 破坏隔离栅也会给器件带来电气风险。  

    此致、

    Eva

  • 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、Eva、

    感谢您的跟进、让我尽可能地回答您的问题。 我们从一个简化的硬件模块开始、使用相同的原理图、第一次迭代原型板、然后继续前进到上一篇文章中讨论的电路板。 两个版本之间的唯一区别在于硬件布局。 我们测试了原型和新电路板的测量结果、您可以在下图中找到并排测量结果(旧 HW 红色、新 HW 绿色)。 在新的硬件布局中、电路板产生的噪声明显增加。

    我认为在之前分享的图片中、您已经可以看到分流器 (R6_xxx) 和底部蓝色迹线。 连接到接地层的器件为电源转换器、运算放大器和多路复用器。

    PCB 的所有层中都有一个连接到 AMC3302 的引脚 9 和 15 的接地多边形。 但是、高压侧的所有元件都不直接连接到接地多边形。 不过、从上面的布局中可以看到、接地多边形沿着 AMC 3302 和 HV 元件拉伸、并可以容性耦合到它们。 因此、我们希望 (1) 评论噪声对间隙面积的影响、在 AMC3302 下方不含任何导电材料、(2) 如果两个 AMC3302s 堆叠在 PCBA 的两侧、以及 (3) 如何屏蔽 AMC3302 下方的其他信号迹线。

    此致、
    Gertjan

  • 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。

    尊敬的 Gertjan:

    接地平面是否是两次迭代之间唯一的布局变化? 在整个 AMC 器件下方运行接地平面、这可能是两个结果出现差异的主要原因。  

    我认为、遵循  您之前链接的应用手册中的布局最佳实践是 衰减 AMC3301 系列辐射发射 EMI的优秀资源(修订版 A)。  

    此致、

    Eva

  • 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、Eva、  

    感谢您的建议。 您能否描述 AMC3302 下方的接地平面可能产生的影响、以便我们可以交叉检查该假设并从电路板的重新设计开始? 在 AMC3302 的设计中、这种产生的噪声的来源可能是什么、以及您期望哪个频率信号占主导地位?

    此外、我们还想知道有关堆叠的一节中的最佳实践指南的含义。 本例中是否使用了引脚 4 (AMC3302 的数据表中提到它是 NC)、以及两个堆叠的 AMC3302 是否在引脚 2 和引脚 8 处连接在一起? 您能帮助我们在指南中解释一下此说明吗? 如果连接堆叠 IC 的引脚 2/8、这是否意味着 附近 AMC3302 和 AMC3330 的引脚 2/8 也应连接到同一节点?

    此致、

    Gertjan

  • 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。

    尊敬的 Gertjan:

    您是否有包含您使用 AMC3330 进行的当前设计的原理图/布局?  如果两个器件测量同一个分流器、则可以连接 HGND、但其他情况下不应连接。  

     需要考虑的另一个噪声源可能是检测连接。 您是否在分流检测连接焊盘上添加了平面? 非对称感应连接且不遵循分流电阻的建议连接也可能会导致噪声。  

    此致、

    Eva