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标题: 分层隔离基础知识详解 [打印本页]
作者: zmmdmn    时间: 2021-2-26 15:43
标题: 分层隔离基础知识详解
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iCoupler等高性能数字隔离器以及isoPower器件集成电源的问世，通过分层隔离器建立高压隔离栅现在已经成为一种可行解决方案。* Q7 j1 s4 Z7 [2 B# v
　　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：+ E/ \8 V. D# s6 C  {7 ?0 B; q
　　800 VDC的工作电压
# v# w2 N: _  ^- p5 x* u　　2级污染等级
8 N: `& Z, g) a5 b' W% s) n  \　　过压类别III8 x* P5 e4 O  G, v3 {7 {8 h- t
　　根据IEC 62109-1标准的有关加强绝缘的规定，这需要：5 M. O4 S* |( Q. q
　　脉冲耐受6000 VPEAK电压
/ H( V6 G. a3 Q2 D7 m: f# Z　　800 VDC的工作电压
; g" d5 j& M7 c  h9 N, K7 M　　8 mm的增强电气间隙( F0 V3 L0 g' {6 P" |9 L- `
　　16 mm的增强爬电距离  _" C. J" j7 {3 q# D, }
　　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：; q% Q6 U; f1 F& Z" ?
　　脉冲耐受6000 VPEAK电压0 }: \5 u" k% O" u. N
　　800 VDC的工作电压
0 ?+ J2 i5 y( K6 q* K　　5.5 mm的基本/补充电气间隙; d5 {: I. x/ ^2 {. O
　　8 mm的基本/补充爬电距离3 D1 x" p* o9 \2 ?4 M
　　SOIC16W封装的iCoupler器件，可以达到基本/补充绝缘电气间隙、爬电距离和脉冲电压要求。9 S6 i/ I* r) E3 g) F  H
　　以下框图显示如何级联isoPower器件和标准高压iCoupler器件以提供所需的隔离。必须非常小心地确定数据通道的整体性能。
: ~$ {/ h. c& W' T: u$ }$ t　　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。数据速率将受到两个器件中速率较慢器件的限制。isoPower器件提供运行中间接口的电源。在高达1 Mbps的数据速率下，整个隔离栅在5 V电压下需要大约20 mA的功率，在更高数据速率下，还需要更高功率。, N- P" d" o- p2 H( l; }# \
　　

　　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isoPower器件。0 Y, f& c3 A  R; E) H$ i( @- M0 ]
　　

　　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1 Mbps，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。如上所示，该应用从原边输入获取大约40 mA功率，以创建整个接口。' B0 t9 W; E. F6 R7 D
　　

　　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I2C和USB接口，向终端负载提供或不提供功耗。& h# l" q! z( @) Z3 D/ n
作者: weqewq    时间: 2021-2-26 16:39
加强绝缘



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