下一代隔离式Σ-Δ调制器如何改进系统级电流测量

隔离调制器广泛用于需要高精度电流测量和电流隔离的电机/逆变器。随着电机/逆变器系统向高集成度和高效率转变，SiC和GaN FET由于具有更小尺寸、更高开关频率和更低发热量的优势，而开始取代MOSFET和IGBT。然而，隔离器件需要具有高CMTI能力，另外还需要更高精度的电流测量。下一代隔离调制器大大提高了CMTI能力，并改善了其本身的精度。

什么是共模瞬变抗扰度？

共模瞬变抗扰度规定了应用在绝缘临界状态下的瞬变脉冲上升和下降的速率。如果超过该速率，可能导致对数据或时钟的损坏。脉冲的变化率和绝对共模电压都会记录。

新的隔离调制器在静态和动态CMTI条件下进行了测试。静态测试检测来自器件的单个位错误。动态测试监测滤波后的数据输出，以观察在CMTI脉冲随机应用中的噪声性能变化。详细测试框图如图1所示。

CMTI之所以重要，是因为高压摆率（高频）瞬变可能会破坏跨越隔离栅的数据传输。了解并测量这些瞬变对器件的影响至关重要。ADI的测试方法基于IEC 60747-17标准，其中涉及磁耦合器的共模瞬变抗扰度(CMTI)测量方法。

如何在平台上测试隔离调制器的CMTI特性

简化的CMTI测试平台包括如下项目，如图1所示：

· VDD1/VDD2的电池电源。

· 高共电压脉冲发生器。

· 用于监视数据的示波器。

· 用于分析数据的数据采集平台和用于隔离调制器的256倍抽取sinc3滤波器。

· 隔离模块（通常使用光隔离）。

· 隔离调制器。

静态和动态CMTI测试使用相同的平台，只是输入信号不同。该平台还可用于测试其他隔离产品的CMTI性能。对于隔离调制器，将一位流数据抽取和滤波后传输到电机控制系统中的控制环路中，从而使得动态CMTI测试性能更加全面和有用。图2和图3显示了不同CMTI水平下的时域和频域CMTI动态测试性能。从图2中可以看出，对于同一隔离调制器，当施加更高VCM瞬变信号时，杂散会变得更大。当VCM瞬变信号超过隔离调制器规格时，时域中会出现非常大的杂散（如图2c所示）。这在电机控制系统中会带来严重后果，导致很大的扭矩纹波。