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交流電壓電機驅動的數字隔離

時間:2019-07-16 10:49:25來源:網絡 作者:Gaetano (Guy) Fichera 點擊:次
隔離是交流電壓電機驅動不可分割的一部分。電氣隔離的方法有多種——主要采用光耦合器和數字隔離器。使用數字隔離器與傳統的光耦合器相比具有數種優勢—&md

表2. 相位電流數字隔離器與光耦合器比較
  相位電流測量
  AD7401A 光耦合器解決方案
尺寸(平方英寸) 0.18 0.15
千片訂量成本(美元/片) 3.8 3.8
元件數量 1 1
最大速率(Mbps) 20 10
電介質隔離(Vrms) 5000 5000
MTTF (10^6 小時) 1576 4.9
功耗(mW) 70 91
分辨率(位) 16 16
增益誤差(%) 0.5 1
SNR (dB)) 80 68
失調漂移 (µV/degC) 3.5 3.5

數字通信

I2C是一款雙線、多分支通信接口，通常用于為控制器提供數字或模擬I/O擴展能力。這種方法通常是定期監控或更新的“一般管理”類功能的預留方法。FlexMC高電壓電路板采用一個I2C接口來與PFC控制器進行通信，同時以一個ADC來監控總線電壓、總線電流和IGBT溫度。相反，沒有一款光耦合器能夠單獨提供I2C隔離能力。結果，如表3所示，ADuM1250在成本、尺寸、元件數量和性能方面都是比光耦合器更具優勢的I2C隔離選擇。ADuM1250允許ADSP-CM40x控制器僅僅使用一個雙線外設接口通過一個隔離器對高電壓端的所有這些功能進行監控。

表3. I2C數字隔離器與光耦合器的比較
  相位電流測量
  AD7401A 光耦合器解決方案
尺寸(平方英寸) 0.3 0.2
成本(美元) 3.8 3.8
元件數量 1 1
最大速率(Mbps) 20 10
電介質隔離(Vrms) 5000 5000
MTTF (10^6 小時) 1576 4.9
功耗(mW) 70 91
分辨率(位) 16 16
增益誤差(%) 0.5 1
失調漂移(µV/degC) 3.5 3.5

隔離電源

數字隔離器技術給這種設計帶來的另一優勢在于可以產生超低電平的隔離電源。兩個ADuM5000器件用于產生5 V隔離電源，具備最高500 mW的功率輸出能力。這些用于驅動Σ-Δ轉換器的模擬端，后者會隨快速變化的電機電壓而浮動。這些隔離電源與數據隔離器采用相同的技術，因此，它們都內置了一個開關頻率為180 MHz的變壓器。這一頻率比標準DC-DC轉換器高出三個數量級，因而允許大幅縮減尺寸。ADuM5000器件采用SOIC-16封裝，是提供低功率隔離電壓的一種簡便方案。

 
 
 
 
 
 
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