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利用数字隔离器简化设计并确保系统可靠性

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<strong>简介</strong>

设计隔离测量仪器颇具挑战性,有时甚至会令人沮丧不已。隔离前端可以保护用户免受测量系统中可能存在的致命电压的伤害,同时允许工程师在高共模电压下进行精确的测量。图1所示为此类测量的一个典型示例。在高压燃料电池或电池组中,了解单个电池的电压有助于确保系统的安全运行,同时可以最大限度地延长电池寿命。在确定单个电池的电压时,我们必须在高达数百伏特的共模电压下进行测量。在用热电偶测量载流导体的温度时,会出现类似的情况。在本例中,系统必须具备测量毫伏级信号分辨率的能力,同时抑制高电平的60 Hz共模噪声,并保护操作员不受任何危险电压的伤害。

最初人们用隔离放大器来解决这个问题,但随着测量带宽和分辨率的增长,这种解决方案已经过时。现在,执行此类测量的最精确、最经济、最高效技术是隔离整个测量前端(包括模数转换器(ADC)),并对系统其余部分实施隔离串行链路,如图1所示。该链路可以是一个局部总线(如SPI),也可以是工业协议(如RS-485),用以将测量数据长距离传输至控制器单元。

超低功耗开启高速隔离应用之门

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<strong>作者:Mark Cantrell,ADI公司应用工程师</strong>

长久以来,隔离一直被设计师视为一个必不可少的负担。说它必不可少是因为,它可以使电子元件变得安全,以便任何人都能使用。说它是个负担是因为,它会限制通信速度,消耗大量电能,并占用较大的电路板空间。基于老技术的光耦合器,甚至许多较新的数字隔离器,其功耗非常高,致使某些类型的应用失去了可行性。

在本文中,我们将考察超低功耗隔离领域的最新发展,其与现有技术的关系,以及其实现方式。同时,我们还将探讨可以从这类新器件受益的多种应用。