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シングルエンド出力の絶縁アンプ ADuM4195-1

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高電圧アプリケーションと絶縁アンプ

自動車の電動化が急速に進んでいるように、高電圧バッテリーを使用したアプリケーションは世の中で日々増加しています。
電気自動車(EV)を筆頭に高電圧バッテリーアプリケーションでは、絶縁アンプの絶縁性能、高い堅牢性と高精度の電圧、電流の監視がアプリケーションの性能、効率をより高めることになります。 EVに使われるバッテリは航続距離を稼ぐため電圧は400Vから800Vへと進化しています、今後さらに高くなるかもしれません。
既にご存じのことかもしれませんが、絶縁アンプにとって高い絶縁性能、規格への適合、アナログ信号の精度が重要なファクターです。
しかし、それだけでいいのでしょうか？ 周辺部品を含んだ実装面積、部品コスト、そして回路設計のしやすさ、使い勝手の良さを兼ね備えてこそパフォーマンスが最適と考えることができるのではないでしょうか。

固定ゲインおよびシングルエンド出力のアイソレーション・アンプ ADuM4195-1

アナログ・デバイセズ社製ADuM4195-1は、低オフセット電圧かつ低ゲイン誤差の強化絶縁アイソレーション・アンプです。 ADuM4195-1の絶縁電圧は5kVであり、小型の8ピンのSOICパッケージです。 絶縁電圧検出向けに最適な高インピーダンス入力バッファを備え、0.25V～Vdd-0.7Vの入力電圧範囲で高い直線性をもっています。
一般的に絶縁アンプでは入力電圧範囲は制限されることが多いですが、入力ダイナミックレンジが広くオフセット誤差、ゲイン誤差が小さなADuM4195-1であればS/N比を改善することができます。
1倍の固定ゲインの為、外付け抵抗等のゲイン設定が不要な上、シングルエンド出力なので後段の差動シングル変換回路もいりません。外付け部品の誤差に影響されることはなく、非常にシンプルでありながら性能をキープすることができます。

  • 図1：内部ブロック図

  • 図2：参考回路例

  • 図3：参考レイアウト

ADuM4195-1の特徴

低オフセット、低ゲインエラー/広い入力ダイナミックレンジ/シングルエンド出力/AEC-Q100認証取得

  • 絶縁電圧：5000V RMS
  • オフセット誤差：±5mV（25℃最大値）　オフセットドリフト：−22µV/℃（代表値）
  • ゲイン誤差：±0.5%（最大値）　ゲイン・ドリフト：±42 ppm/℃（最大値）
  • ゲイン：1 倍固定
  • 電源電圧　VDD1：4.5V～5.5V VDD2：4.5V～5.5V
  • 帯域幅：210kHz
  • 動作温度範囲：Ta −40℃～+125℃　Tj_max：150℃
  • 申請中の適用規格
    - UL認定：5000V RMSで1分間、UL 1577規格に準拠
    - CSA Component Acceptance Notice #5Aに準拠
    - VDE適合性認定
    - DIN V VDE V 0884-11（VDE V 0884-11）
    - VIORM = 1401V peak

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