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工程师百问百答——数据与电源隔离

ADIForum 員工 在 2014-1-17 建立的討論區
最後回覆由ADIForum於2014-1-20提供

生活中,常常是距离产生美!电路设计中,隔离产生美——电路更“和谐”、安全、可靠^_^  ^_^特别是在医疗、仪器仪表以及工业等很多现代应用中,隔离是不可缺少的组成部分。

 

大多数应用都要求设计人员在设计中集成隔离,同时提升性能、节省电路板空间、提高可靠性、减少功耗,当然,还有降低成本。

 

这,对咱们的电路设计来说,常常让人头疼……

 

在我们的在线设计峰会上,我们的专家给大家介绍各种隔离技术,并提供如何满足这种严格设计要求的建议。会后,大家关于隔离的问题很多,这种整理其中代表性的问题分享给大家。欢迎大家参与讨论,您也可以跟帖提出任何相关问题,咱们亚洲技术支持中心的专家将坐镇回答哦!

(在线设计峰会——数据与电源,点击链接可收看哦http://seminar.eepw.com.cn/seminar/show/id/154

 

【问】

请问:该隔离方案适用于模拟系统,数字系统或模数兼容?

【答】

大部分适用于数字系统。当然我们也有隔离ADC,适用于模拟系统。

【问】

磁隔離和TI推的電容隔離主要有什么区别?

【答】

都是数字隔离芯片,ADI的隔离芯片能够过更加严格的安规标准,在可靠性方面要好很多。而且ADI可以集成隔离DC/DC电源,集成度方面也比其他厂家的隔离器件要好。

【问】

功耗节省90%,那功耗是多少?没有数字吗?

【答】

功耗相对于数据传输的速度都是有所不同的,我们大部分器件在低速的时候工作电流就一两个mA,这里说的节省90%是相对光耦相同速率下能节省90%左右。具体的可以去看关心的器件,手册上对功耗都有说明。

【问】

磁耦和光耦主要运用场合有区别么

【答】

没有区别,磁耦是代替光耦的最佳方案。

【问】

相对光耦性价比如何?

【答】

在速率很低的时候光耦在价格上还是有优势的,但是当大家的设计对速率和性能有些要求的时候,比如需要几MHz的速度,我们的iCoupler产品就显示出优势了。

【问】

什么是爬电距离?

【答】

爬电距离,就是放电有可能通过器件材料的表面,一般就是指器件外壳表面的最短路径,不同性能的材料的爬电距离也会有所不同。

【问】

3000米海拔以上怎么办

【答】

海拔高度在安规标准中都是有规定的。主要的区别在于电气间隙的不同,和2000m以下的关系是有一个相应倍数关系

【问】

隔离直流的话能实现两边信号线性变化吗

【答】

隔离直流只是传递数字信号01

【问】

问下IEC标准要求电气隔离其安全电压一般要求多少呀?

【答】

这是根据基本绝缘或者是加强绝缘有不同的要求。而且和工作电压也有关系

【问】

爬电距离增加,会不会增加损枆

【答】

不会增加损耗,只会增加面积。芯片里面的传输距离和爬电距离没有什么关系

【问】

有针对性的隔离接口吗?比如USB

【答】

有的,我们提供了USB, I2C,SPI, RS485RS232,以及CAN总线的隔离器件。你可以到我们ADI官网上查看对应的器件。

【问】

vde-d880-10 是套件还是什么?

【答】

是非光耦合器隔离器的安规标准。我们大多数器件都过了这个标准。

【问】

集成CAN收发器和隔离的芯片型号?

【答】

http://www.analog.com/en/interface-isolation/digital-isolators/products/index.html 这个上面列了我们所有发布的隔离器件。其中隔离CAN的芯片型号是ADM3052ADM3053ADM3054

【问】

这种隔离也是万全德物理隔离吗

【答】

是电气隔离,相当于隔离两端是绝缘的。

【问】

icoupler的极限频率有多高?

【答】

我们目前的产品达到150MHz

【问】

icoupler隔离产品上电电流很大吗?

【答】

上电电流就是静态电流,不会很大。

【问】

icoupler是不是电磁隔离的?

【答】

是的

【问】

价格有有优势吗

【答】

当大家的设计对速率和性能有些要求的时候,而且通道数多的时候,比如需要几MHz的速度,我们的iCoupler产品就显示出优势了。

【问】

模拟信号隔离有啥好的芯片推荐?

【答】

我们的隔离ADC,型号AD740x

【问】

ADuM3070能耐高温么?

【答】

芯片正常工作能到的105摄氏度

【问】

layout的时候,隔离IC下是不是全部净空,

【答】

是的,不然保证不了相应的耐压等级。

【问】

不知道icoupler的抗电磁干扰性能如何

【答】

我们芯片都是经过抗电磁干扰测试通过了的。

【问】

还有一个问题,隔离后的GDN如果不通过rcpe连接的话(完全无关的话)对隔离IC有多大影响?

【答】

不会有影响,隔离芯片就是用在隔离两端传输信号的。

【问】

这个能用在通信用电源上吗?体积多大

【答】

可以,因为芯片集成度很高,所以体积肯定比离散器件要下很多。

【问】

有隔离模拟信号的放大器和电源芯片或解决方案推荐吗?

【答】

目前我们只有隔离ADC,还没有隔离放大器。不过有一款是用在电源上的隔离误差放大器ADuM3190

【问】

是用的232485的转换器接到电脑的,电脑是接地的,设备是485芯片,用单片机控制,运行几个月后单片机没问题,但是485芯片被打坏了,是什么引起的呢?

【答】

会不会是设计的时候ESD保护还不够。我们有隔离485的芯片,并且还有典型的应用电路,你可以参考一下。

【问】

先问一个让我迷糊的问题CAT电压和隔离电压啥关系?

【答】

CAT不同的等级以及电网的工作电压确定了需要的隔离电压的要求,在IEC60950-1或者GB4943.1都是有相对应的表格的。

【问】

有没有通信或者IO口方面的隔离介绍

【答】

您可以登录ADI隔离器产品页了解:http://www.analog.com/en/interface-isolation/digital-isolators/products/index.html

【问】

icoupe的延时是什么指标啊

【答】

延时是几十ns级别,您可以查看具体产品型号的数据手册。

【问】

目前开关电源的效率能达到90,这种集成方案是不是以损失效率来实现的

【答】

片上线圈和您通常看到的外接的绕组线圈有很大差异,因此损耗会较大,效率是受限的。

【问】

隔离信号的速率最大是多少?

【答】

目前我们提供的输入速率最高的产品是ADuM344x 150Mbps

【问】

这种方案的绝缘耐压强度与光耦方案是一样的吗, 是说要差一些?

【答】

是一样的,甚至某些指标更好,如CMTI

【问】

防浪涌电压的效果怎么样?

【答】

浪涌可以到10KV

【问】

隔离方案适用数字系统还是模拟系统,,?

【答】

研讨会前面提到了隔离应用的场合。

【问】

老师,Icoupler是使用磁信号传输数据的,那么会不会限制其在有强磁场干扰的场合的应用?毕竟光耦先天没有这方面的问题.

【答】

iCoupler器件内部线圈非常小,每款产品的数据手册后面都有一个曲线,来表明什么情况下会对iCoupler工作造成影响的强磁场。您会发现,通常应用中很难有这么强的磁场。

【问】

第一次听说变压器能集成,想了解一些是如何实现的

【答】

是通过特殊工艺集成在IC上面的。

【问】

延时时间最低到多少?哪个型号?

【答】

ADuM128x是目前延时最低的产品,20ns

【问】

既然icoupler相对于光耦合有那么多有点,icoupler有应用在PLC中吗?

【答】

应用很多,您可以看一下这个方案:http://www.analog.com/en/content/CU_eb_PLC_DEMO_SYSTEM/fca.html

【问】

在极限环境下的使用寿命有多长?

【答】

在手册规定范围内工作的话,可以保证寿命50年。

【问】

集成了变压器,体积不会很大么?

【答】

您可以看一下ADuM5xxx的封装是SOIC16.

【问】

ADI隔离器采用哪些关键技术?

【答】

磁耦技术。关键是绝缘材料。

【问】

icoupler隔离电源 最大功率是0.5W

【答】

变压器集成芯片内部的产品,我们目前提供的最大输出功率是0.5W

【问】

DC/DC隔离模块可以完全隔离VCCGND?

【答】

是的

【问】

通道与通道之间是不是也是隔离的?

【答】

标准数字隔离器,通道间是不隔离的。

【问】

有没有实际电路板的图,看看布局

【答】

您可以看一下AN-0971以及AN-1109,里面能看到大致的布局。

【问】

ADI,数字隔离式删级驱动器,会不会出现两个MOSFET同时导通?

【答】

如果希望有避免同时导通的特性,您可以看一下ADuM3220

【问】

ADuM3070DC隔离么?

【答】

ADuM3070是隔离的PWM波控制器,使用时变压器外接,就可以实现隔离DC-DC的应用了。

【问】

有没有可以直接替换光耦的器件?

【答】

请具体说明您的参数要求,可以帮您选型。有很多都是可以直接替换的。

【问】

关于改变输出电压,如何实现对电压幅值的控制?该方案适用哪些变压器装置?

【答】

您问的是ADuM3070吗?输出电压是通过外接电阻的比例改变的。

【问】

查了一下手册,ADuM347x为例,其在100KHZ的交变磁场下,最大允许约2kGauss的磁密,钕铁硼磁体就可以达到,只是现实很难达到这么高的频率吧

【答】

是的。因此iCoupler产品对磁场不敏感。

【问】

有没USB隔离的参考设计么?

【答】

http://www.analog.com/en/interface-isolation/digital-isolators/adum4160/products/product.html 可以看一下cn-0158cn-0159以及cn-0160

【问】

成本和光耦比有优势吗?

【答】

考虑整个解决方案,保护PCB成本等,ADI磁耦器件在高速应用中有绝对优势。

【问】

问一下在电源上有哪些隔离芯片方案?

【答】

隔离电源的方案可以使用传统的隔离DC-DC转换器拓扑结构,也可以使用isoPower的单芯片解决方案。

結果