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数据和电源隔离在一个封装中,提供全面的隔离解决方案

星星科技指导员 来源:ADI 作者:David Krakauer 2023-02-02 17:09 次阅读

在设计需要电气隔离的系统时,一个常见的挑战是找到一种经济高效、节省空间的方法来隔离电源和数据。虽然有许多商用解决方案可用于隔离数据,但隔离电源通常需要在设计定制隔离电源或使用昂贵的分立式隔离式DC-DC转换器之间做出不令人满意的选择。之所以出现这一挑战,是因为传统的隔离器(如光耦合器)可以隔离数据但不能发电,而变压器可以隔离电源,但对于隔离大多数数据通道来说既不占用空间也不划算。

定制隔离电源在大批量时具有成本效益,并且可以为给定应用提供恰到好处的性能水平。但是,它们需要设计专业知识和单独的安全认证,这会增加开发时间和成本。第二种选择是分立式隔离式DC-DC转换器,可缩短开发时间并占用更少的空间;但是,它们的成本通常是定制电源的两倍以上,并且隔离等级有限。

ADI公司i耦合器产品,具有ISO电源®™技术提供了一种新方法,可在不影响数据速率和隔离额定值的情况下大幅减小尺寸和成本。它从i耦合数字隔离器开始,该隔离器采用芯片级微变压器,与光耦合器中使用的LED光电二极管形成鲜明对比。与光耦合器相比,i耦合器产品功耗更低,数据速率更高,时序更精确;但仍提供高达 5 kV 的隔离额定值。随着五年多前i耦合器技术的引入,超过50万个数字隔离通道提供了安全可靠的数据传输。

这些器件中的相同变压器可用于制造隔离式DC-DC转换器,从而在一个表面贴装封装中创建完整的隔离解决方案。采用ADI公司的isoPower技术,全新器件系列集成了50 mW隔离电源和两个10 Mbps数据通道,具有2.5 kV隔离,在一个封装中提供整体解决方案。

ADI公司的ADuM524x产品通过隔离变压器传输数据,使用集成CMOS电子器件进行信号调理,从而提供电流隔离。相同的芯片级变压器用于产生隔离电源,但CMOS电子器件驱动初级侧,然后在隔离式次级侧整流和调节电源。由此产生的内部DC-DC转换器为ADuM524x的隔离侧供电,并在10 V时提供高达5 mA的电流,适用于各种应用。

下图比较了由光耦合器和分立DC-DC转换器隔离的SPI总线与ADI公司的解决方案,该解决方案使用一个具有iso功率的双通道i耦合器和一个ADuM5240双通道i耦合器。ADI公司的解决方案将解决方案尺寸和成本降低了1201%以上。

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ADI公司的解决方案将尺寸和成本降低了50%以上。

ADuM524x i耦合器产品采用isoPower技术,采用8引脚SOIC封装,2k数量每单元售价95.1美元,提供简单、低成本、节省空间的隔离解决方案。此外,ADI公司还提供各种2.5 kV标准隔离器、ADuM240x系列5 kV四通道隔离器,以及一系列针对应用的器件,例如ADuM1230隔离式栅极驱动器。

审核编辑:郭婷

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