【腾恩科技】传感技术的升级

2018-08-13 09:54:01 发表

【腾恩科技】

隔离放大器

隔离放大器用于感测(电流和电压,如换能器)和隔离电压系统。它们通常用于检测和测量分流电阻,在三相频率转换器电源应用中的相电流或DC链路电压,如图1所示,电压和电流在三相电机驱动中的应用。


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其最大电流受并联电阻中输入电压范围和功耗的限制。在200MV输入电压范围内,容易实现150 A的电流。然而,如果应用最先进的并联电阻器和热管理,则可达到500 A的电流。

模拟部分的响应时间在1.6µs20 MHz时钟频率法数字输出部分是足够快的故障检测和保护在大多数应用程序。

稳健和可靠的光隔离技术实现高噪声抑制和安全性

光学隔离技术

2显示了光学隔离器的构造。在第一侧的红外LED用于通过多层绝缘屏障将信息传输到在电流隔离的第二侧的检测器IC上。利用光学隔离技术,可以在低功耗和分离距离之间进行最佳的设计权衡。而在高电压环境下,相对较大的内部分隔距离又是(共模)噪声抑制和绝缘能力的关键。

共模噪声抑制

覆盖探测器IC的内部分离和法拉第屏蔽降低了隔离器之间的耦合电容至0.5 pF以下。这种低电容与电平触发信号和∑-Δ编码相结合,提供了隔离放大器在实际应用中的类噪声抑制中最好的选择。

2为光隔离器结构

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适用于故障安全设计的增强绝缘

长期高压应力的稳健性

隔离器经常应用于具有特定电气安全要求的应用中,以至于通过施工和测试确保产品在承受高连续或瞬态电压时的绝缘能力不会随着时间的推移而降低,这一点极为重要。

本文中介绍的用于光学隔离器绝缘结构的相关老化机理称为部分放电。所有隔离放大器(选项060)在额定工作电压和瞬态电压下都有100%的局部放电测试。其他已知的老化机制,如空间电荷降解或时间依赖性分解不被激活。

抗静电放电和其他高电压瞬变

隔离器的一个重要方面是瞬态电压抑制,不仅在输入和地面之间,而且在两个孤立的地面之间。光电耦合器的浪涌测试通过隔离屏障测量是> 16kV

LED的可靠性和质量

在隔离放大器中使用的LED的尺寸使得它们对最终产品寿命没有限制。

隔离放大器的性能和可靠性取决于质量LED技术,可在工业品位(105°C110°C),汽车级(125°C)和空间/军事等级(密封,125°C)中应用。

高过采样率∑ΔA/D转换技术确保有效分辨率

-Δ技术

隔离放大器通过使用∑-Δ技术对模拟输入信号进行编码,然后将信息传输到绝缘屏障上,见图3。数字传输使解决方案免受LED光输出温度变化的影响。此外,∑-Δ编码降低了对工业和电力转换设备和环境中普遍存在的噪声和电磁干扰的总体敏感性。

设计者可以直接使用隔离放大器的隔离∑-Δ输出,并使用FPGAASIC中的数字滤波器对数据流进行编码。与例如SPI串行接口相比,该优点是∑-Δ输出对由噪声或EMI引起的丢失位不敏感。

低压差动信号(LVDS)接口

在最近引入的ACPL-798J中,一个LVDS接口用于时钟输入和调制器数据输出。LVDS数字接口使调制器和控制器之间的通信更加通顺,不容易受到周围电磁干扰(EMI)的影响,而且它还有助于减少与高速数字信号相关的电磁干扰排放。这对于严格的电磁兼容性要求的设计来说是很重要的,以此满足在Sigma-Delta调制器和FPGA / ASICs之间的距离。

设计人员还可以选择使用模拟输出的隔离放大器。Avago提供具有差动和单端输出的iso-amps,带宽可达200 kHz

3为∑-Δ模数转换

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0.5%的精度,设计者可以在不需要校准的情况下获得优异的解算精度。

准确度

精度可分为增益精度、偏移误差和非线性。一般而言,隔离放大器具有非常低的漂移温度,但在校准之前对增益精度有一定的容差,对于在生产线上进行校准的系统,温度漂移规范通常是更相关的参数。

1所示。

1ACPL-C79B ISOAMP关键技术规范

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与传统的电流传感器相比,占地面积小,节省了PCB空间

新产品亮点

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TLP624F OPTOISOLATR 5KV TRANSISTOR 4-DIP

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TLP631(BL,F) OPTOISO 5KV TRANS W/BASE 6DIP

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TLP631(GR,F) OPTOISO 5KV TRANS W/BASE 6DIP

TLP631F-ND OPTOISO 5KV TRANS W/BASE 6DIP

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TLP785(GRH-TP6F)TR-ND OPTOISOLATR 5KV TRANSISTOR 4-SMD

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