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交流电压电机驱动的数字隔离

时间:2019-07-16 10:49:25来源:网络 作者:Gaetano (Guy) Fichera 点击:次
隔离是交流电压电机驱动不可分割的一部分。电气隔离的方法有多种——主要采用光耦合器和数字隔离器。使用数字隔离器与传统的光耦合器相比具有数种优势—&md

表2. 相位电流数字隔离器与光耦合器比较
  相位电流测量
  AD7401A 光耦合器解决方案
尺寸(平方英寸) 0.18 0.15
千片订量成本(美元/片) 3.8 3.8
元件数量 1 1
最大速率(Mbps) 20 10
电介质隔离(Vrms) 5000 5000
MTTF (10^6 小时) 1576 4.9
功耗(mW) 70 91
分辨率(位) 16 16
增益误差(%) 0.5 1
SNR (dB)) 80 68
失调漂移 (µV/degC) 3.5 3.5

数字通信

I2C是一款双线、多分支通信接口，通常用于为控制器提供数字或模拟I/O扩展能力。这种方法通常是定期监控或更新的“一般管理”类功能的预留方法。FlexMC高电压电路板采用一个I2C接口来与PFC控制器进行通信，同时以一个ADC来监控总线电压、总线电流和IGBT温度。相反，没有一款光耦合器能够单独提供I2C隔离能力。结果，如表3所示，ADuM1250在成本、尺寸、元件数量和性能方面都是比光耦合器更具优势的I2C隔离选择。ADuM1250允许ADSP-CM40x控制器仅仅使用一个双线外设接口通过一个隔离器对高电压端的所有这些功能进行监控。

表3. I2C数字隔离器与光耦合器的比较
  相位电流测量
  AD7401A 光耦合器解决方案
尺寸(平方英寸) 0.3 0.2
成本(美元) 3.8 3.8
元件数量 1 1
最大速率(Mbps) 20 10
电介质隔离(Vrms) 5000 5000
MTTF (10^6 小时) 1576 4.9
功耗(mW) 70 91
分辨率(位) 16 16
增益误差(%) 0.5 1
失调漂移(µV/degC) 3.5 3.5

隔离电源

数字隔离器技术给这种设计带来的另一优势在于可以产生超低电平的隔离电源。两个ADuM5000器件用于产生5 V隔离电源，具备最高500 mW的功率输出能力。这些用于驱动Σ-Δ转换器的模拟端，后者会随快速变化的电机电压而浮动。这些隔离电源与数据隔离器采用相同的技术，因此，它们都内置了一个开关频率为180 MHz的变压器。这一频率比标准DC-DC转换器高出三个数量级，因而允许大幅缩减尺寸。ADuM5000器件采用SOIC-16封装，是提供低功率隔离电压的一种简便方案。

 
 
 
 
 
 
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