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数字隔离器协助分担变压器负荷

wangmigooo 在 2014-8-27 建立的討論區

每当需要对通信总线或控制线路进行隔离时,电源线总是在隔离栅处被切断。因此,设计人员无可避免地要与隔离电源打交道。幸运的是,有很多方法可以让电源跨越隔离栅传输。如果您足够幸运地靠近离线转换器,那么您可以在系统电源、整流器、滤波器上提供一些额外的抽头,然后通过LDO传输信号即可。较大的电源变压器通常符合一定的安全标准,而额外绕组则不一定。很多情况下,您连接的系统可能有其自己的离线电源,因此可以不花费额外的成本获取电源。

 

假设您不走运离开离线电源较远,那么依然可以有很多办法。一个555定时器和一个小型变压器可以提供一个出色的小型电源,此时依然只需添加一个整流器和LDO即可。您可以购买某些模块,并以最少的熔丝安装在PCB上。它们可以很出色地完成工作——只要安全方面的要求不苛刻。但当隔离栅需要满足加强型/双重绝缘安全标准时,事情便棘手了。

 

哪怕您可以找到这样一款电源模块,它也会显著提高尺寸和成本。一旦提出5kV瞬变和双重绝缘要求,那么与定时器配合使用良好的小型变压器在所有方向上的尺寸都有可能翻三倍。它可能是电路板上最大、最高的元件,而厂商需要大量采用这种器件。不仅如此,您还必须获得安全性方面的最终设计认证,这将耗费大量的时间和金钱。

 

节省大量设计时间和认证时间的方法是采用数字隔离器技术。例如,现在已有芯片级数字隔离器,满足加强型隔离要求,并且具有5kV耐受电压。这是因为制造出了提供感性耦合的内部变压器,可满足加强型隔离的要求,特别是线圈之间具有多层高强度聚酰亚胺隔离。使绕线变压器满足双重/加强型隔离要求意味着线上的隔离层更厚、提供额外的卷带层,甚至还需要采用保护屏。因此,尺寸会随着这些变化而快速增大。

 

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Figure 1: Chip Scale Power Transformer

1 芯片级电源变压器

 

用于数据隔离的技术同样适用于采用isoPower®技术的芯片级DC-DC转换器上。图1显示芯片级电源变压器。该器件的尺寸与标准数据隔离器相同,但前者集成了采用变压器、最高1/2WDC-DC转换器,适合额定5kV加强型绝缘应用。此外,该器件无需分立式变压器! 这是一个易于部署的解决方案,并且在更高的隔离要求下依然保持易于部署的特点。

 

結果