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交流電壓電機驅(qū)動的數(shù)字隔離

時間:2019-07-16 10:49:25來源:網(wǎng)絡(luò) 作者:Gaetano (Guy) Fichera 點擊:
隔離是交流電壓電機驅(qū)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(shù)字隔離器。使用數(shù)字隔離器與傳統(tǒng)的光耦合器相比具有數(shù)種優(yōu)勢—&md

表2. 相位電流數(shù)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(shù)量 1 1
最大速率(Mbps) 20 10
電介質(zhì)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(diào)漂移 (µV/degC) 3.5 3.5

數(shù)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(shù)字或模擬I/O擴展能力。這種方法通常是定期監(jiān)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(jiān)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(jié)果,如表3所示,ADuM1250在成本、尺寸、元件數(shù)量和性能方面都是比光耦合器更具優(yōu)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(shè)接口通過一個隔離器對高電壓端的所有這些功能進行監(jiān)控。

表3. I2C數(shù)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(shù)量 1 1
最大速率(Mbps) 20 10
電介質(zhì)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(diào)漂移(µV/degC) 3.5 3.5

隔離電源

數(shù)字隔離器技術(shù)給這種設(shè)計帶來的另一優(yōu)勢在于可以產(chǎn)生超低電平的隔離電源。兩個ADuM5000器件用于產(chǎn)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(qū)動Σ-Δ轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)隔離器采用相同的技術(shù),因此,它們都內(nèi)置了一個開關(guān)頻率為180 MHz的變壓器。這一頻率比標準DC-DC轉(zhuǎn)換器高出三個數(shù)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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