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看TI集成电源的增强型隔离器ISOW7841如何提高80%的效率

关键词:增强型隔离器ISOW7841传感器 工业应用 隔离电源

时间:2017-03-29 14:14:09       作者:曹小娜       来源:中电网

随着设备与设备之间的接口越来越频繁,我们可以看到越来越多的传感器被集成在各种工业应用环境中,因而保护传感器,以及保护从传感器上获取信息的处理单元,就变得越来越重要。例如有些应用需要做到从像220V~380V的高电压进来,而最终到MCU处理器上只有3.3V,这个信号怎么处理?从强电到弱电,其中涉及对人身的保护,整个系统的稳定性、信号传输的正确性,确保整个复杂的系统正常的运行,所以在工厂自动化、工业机器人这类的应用当中,需要用到隔离器对电源和信号进行保护。隔离是一种屏障和保护,是阻隔系统的DC和不需要的AC通过隔离带,隔离带对保护信息的完整性至关重要,同时,强化隔离有助于保护操作人员和低压电路免受高压影响,提高抗噪声能力,以及处理通信子系统之间的接地电位差。

产生隔离电源的传统方法是使用DC/DC转换器以在反激式、飞降或推挽式拓扑中驱动变压器,从而增加设计的额外空间和成本影响。如图1所示,当数字隔离器要跨越隔离屏障时,隔离屏障的两边都必须要有电源,即系统和信号两边,需要用到DC/DC转换器、变压器及LDO。

图1  传统的隔离电源方法

对于这一情况,TI推出具有集成电源的增强型隔离器解决方案,提供更高效的传输速率和更低的辐射,以及输出更大功率,提高整个系统的稳定性。如图2所示,从信号隔离到电源隔离,可以由集成解决方案替代,即减少BOM整个物料和PCB的尺寸,并且系统更加的稳定,同时因为集成在一个器件,更容易进行认证。



图2  具有集成电源的增强型隔离器解决方案

隔离产品线作为TI近几年的一个重要发展方向,自2001年发布的第一代隔离器,到最新第三代隔离推出增强型隔离器。为什么叫增强型?例如上一代产品的基本绝缘隔离电压等级是3000V右,增强型可能要做到6000V以上,甚至10000V浪涌的电压。日前,TI推出的ISOW7841是一款具有集成电源的新型单芯片增强型隔离器,兼具更低辐射和更高转换效率。

ISOW7841的主要特性和优点

效率提高80%:凭借业界更低的功耗,ISOW7841将器件工作温度降低了40℃,与其它集成解决方案相比,可实现更高的功率输送、更大的通道数和更长的系统寿命;

单芯片增强型隔离电源,数据传输速率高达100Mbps:在单个封装中结合增强隔离和DC/DC转换,可最大程度地减少电路板空间和成本,从而简化多通道系统设计。1kVrms的工作电压有助于提高系统的可靠性和寿命。ISOW7841支持3V~5.5V的输入电压范围,同时提供业界最佳的0.65W输出功率;

辐射发射水平低于10dB:通过降低系统噪声并提供强大的电磁兼容性,ISOW7841可提高系统信号的完整性,以符合国际电工委员会(IEC)61000-4-x静电放电和电气快速瞬态事件标准要求。此外,增强型隔离器具有目前市场上更高的抗扰度,可降低噪声和高电压事件对工业设备的影响;

德州仪器(TI)隔离器全球市场经理Gina Hann表示:“在提供参考设计和参考方案的同时,在TI官网上可以看到相应的隔离器的解决方案。同时数据手册等资料都可以在官网上下载和参考。针对ISOW7841,TI还推出了相应的技术白皮书,详细地给大家介绍ISOW7841采用的相关技术,怎样可以做到如此高效、稳定及加强绝缘的隔离器。TI提供了非常多的资源,除了关于ISOW7841的一些产品手册、参考设计和开发板,还有相应的视频和论坛。TI给大家提供了充分的资源,让大家去了解这个产品,如何将其转换到客户实际的设计当中。”


图3  ISOW7841单芯片增强型隔离器

 

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