wangmigooo

级联隔离栅以满足高爬电距离要求

wangmigooo 在 2014-8-27 建立的討論區

利用序列光耦合器建立双隔离栅会存在一些问题,因为数据完整性很差,而且没有一种紧凑和廉价的方式为两个隔离栅之间的接口提供电源。

 

随着高性能数字隔离器的问世,通过分层隔离器建立高压隔离栅现已成为一种可行的解决方案。由于新型电池和发电产业的快速扩张,我们需要具有很高工作电压的接口,还要求提供加强绝缘。例如,太阳能逆变器应用具有以下要求:

 

Working Voltage 800Vdc

工作电压 800Vdc

Pollution Degree 2

污染等级 2

Overvoltage Category    III

过压类别 III

Under IEC62109 for reinforced insulation this would require:

根据IEC62109标准的有关加强绝缘的规定,这需要:

Impulse withstand voltage of 6000Vpeak

脉冲耐受电压:6000Vpeak

Working voltage of 800Vdc

工作电压:800Vdc

Reinforced Clearance of 8mm

增强电气间隙:8mm

Reinforced Creepage of 16mm

增强爬电距离:16mm

This creepage is not possible with current packaging.  Howeverif the barrier can be broken into a basic and supplemental barrierthen the requirement for each barrier is:

此爬电距离在当前封装中不可能实现。但是,如果隔离栅可以分成基本隔离栅和补充隔离栅,则对每个隔离栅的要求是:

Impulse withstand voltage of 6000Vpeak

脉冲耐受电压:6000Vpeak

Working voltage of 800Vdc

工作电压:800Vdc

Basic/Supplemental Clearance of 5.5mm

基本/补充电气间隙:5.5mm

Basic/Supplemental Creepage of 8mm

基本/补充爬电距离:8mm

 

SOIC16W封装中使用iCoupler数字隔离器,可以达到基本/补充绝缘爬电距离、电气间隙和脉冲电压要求。以下框图显示如何级联isoPower器件和标准高压iCoupler数字隔离器以提供所需的隔离。必须非常小心地确定数据通道的整体性能。

 

两个组件之间的传播延迟、脉冲宽度失真和通道匹配值将会增加。最大数据速率将受到两个器件中速率较慢器件的限制。isoPower提供运行中间接口的电源。在高达1mB/s的数据速率下,整个隔离栅在5V电压下需要大约20mA功率。在更高数据速率下,还需要更多功率。

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如果必须跨越两个隔离栅输送电源,以便为隔离负载供电,则必须按以下所示方式级联两个器件。

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这种配置非常紧凑,但总功效非常低。下图显示了负载的功效。如果数据传输速率高于1Mbps,则数据传输将使用一部分可用功率,每个阶段的功耗必须进行详细计算。如图所示,该应用从原边输入获取大约40mA功率,以创建整个接口。

 

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Efficiency for Back to Back ADuM6200

背靠背ADuM6200的效率

 

这种方法可以解决太阳能逆变器应用中的一大难题。在不同的标准和应用中,可以应用此方法来实现不同目标,这要取决于特定系统标准的具体细节。可以使用isoPower器件、数字隔离器和器件接口的多种组合来创建隔离数字I2CUSB接口,终端负载可能有或没有功耗。


結果