隔离

<br/>
集成数字隔离器和隔离电源的收发器旨在简化客户的隔离需求。ADI公司提供业界最齐全的集成式隔离收发器产品组合，本视频总结了这类产品的优势。在工业、能源、通讯基础设施和医疗等领域，通信协议被划分得非常细致。同一终端系统也有可能有不同的需求。这一现实再结合电气隔离的不同架构划分和标准需求，形成了更复杂的需求。

<br/>
<strong>Brian Kennedy ADI公司应用工程师</strong>

<strong>简介</strong>

在恶劣的电机应用环境中,需要鲁棒的数字隔离器。由 于环境非常糟糕,应用要求能够抵御高压瞬变,防止数 据受扰,并且消除高压电压力对隔离器隔离寿命的影 响。此类应用的典型隔离解决方案是光耦合器,其内部 绝缘层很厚,可以承受高压。光耦合器的缺点是要使用 发光二极管(LED),其光强度会随着时间推移和温度变化 而降低,这就会带来设计和可靠性问题。新型且更鲁棒 的数字隔离器不使用LED,消除了可靠性问题,改善了绝 缘能力,可与光耦合器相媲美。这种数字隔离器的优势 是对高压瞬变的抗扰度更强,能够更好地满足电机控制 应用的要求。本文将详细说明此类新型数字隔离器的工 作原理,以及在上述应用中其先进的功能如何胜过光耦合器。

<strong>应用</strong>

<br/>
<strong>电路功能与优势</strong>

本电路是一个由高功率开关MOSFET组成的H电桥，由低压逻辑信号控制，如图1所示。该电路为低电平逻辑信号和高功率电桥提供了一个方便的接口。H电桥的高端和低端均使用低成本N沟道功率MOSFET。该电路还在控制侧与电源侧之间提供隔离。本电路可以用于电机控制、带嵌入式控制接口的电源转换、照明、音频放大器和不间断电源(UPS)等应用中。

现代微处理器和微控制器一般为低功耗型，采用低电源电压工作。2.5 V CMOS逻辑输出的源电流和吸电流在μA到mA范围。为了驱动一个12 V切换、4 A峰值电流的H电桥，必须精心选择接口和电平转换器件，特别是要求低抖动时。

ADG787是一款低压CMOS器件，内置两个独立可选的单刀双掷(SPDT)开关。采用5 V直流电源时，有效的高电平输入逻辑电压可以低至2 V。因此，ADG787能够提供驱动半桥驱动器ADuM7234所需的2.5 V控制信号到5 V逻辑电平的转换。

<br/>
本电路是一个由高功率开关MOSFET组成的H电桥，由低压逻辑信号控制。该电路为低电平逻辑信号和高功率电桥提供了一个方便的接口。H电桥的高端和低端均使用低成本N沟道功率MOSFET。该电路还在控制侧与电源侧之间提供隔离。本电路可以用于电机控制、带嵌入式控制接口的电源转换、照明、音频放大器和不间断电源(UPS)等应用中。

<br/>
<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。

<br/>
<strong>概述</strong>

ADuM7223是一款4.0 A隔离式半桥栅极驱动器，采用ADI公司iCoupler®技术，提供独立且隔离的高端和低端输出。这些隔离器件将高速CMOS与单芯片变压器技术融为一体，具有优于脉冲变压器和非隔离栅极驱动器组合等替代器件的出色性能特征。通过在单封装内集成隔离器和驱动器，传播延迟最大值仅为64 ns，而通道间的传播偏斜最大值在12 V时仅为12 ns。

ADuM7223提供两个独立的隔离通道。ADuM7223采用3.0 V至5.5 V电源电压工作，可与低压系统兼容。输出电压为4.5 V至18 V宽范围，并提供3种输出电压版本。5 mm × 5 mm、LGA封装提供565 V工作电压(输入至输出)，两个输出之间为700 V。

与采用高压电平转换方法的栅极驱动器相比，该栅极驱动器的输入与各输出之间具有真电流隔离优势。因此，该栅极驱动器可以在很宽的正或负切换电压范围内，可靠地控制IGBT/MOSFET配置的开关特性。

<br/>
本电路是一个由高功率开关MOSFET组成的H电桥，由低压逻辑信号控制。该电路为低电平逻辑信号和高功率电桥提供了一个方便的接口。H电桥的高端和低端均使用低成本N沟道功率MOSFET。该电路还在控制侧与电源侧之间提供隔离。本电路可以用于电机控制、带嵌入式控制接口的电源转换、照明、音频放大器和不间断电源(UPS)等应用中。

<br/>
<strong>作者：Ryan Schnell，ADI公司应用工程师</strong>

为半桥配置的高端栅极供电起初似乎是一项棘手的任务，因为大部分系统都有较高的电平转换和驱动强度要求。本文论述让设计人员能够实现这一目标的可行解决方案。

<strong>简介</strong>

半桥拓扑广泛用于电源转换器和电机驱动器中。这在很大程度上是因为半桥可通过总线电压，为脉宽调制(PWM)信号提供高效同步控制。然而，在控制器和功率器件之间通常需要使用栅极驱动器，以获得更短的开关时间并出于安全性和/或功能性目的提供隔离。对于总线电压高于功率开关的栅极到源极电压最大限值的系统，必须采用不同于系统总线的电压驱动栅极。

<br/>
以光耦合器和其他分立式解决方案为参照，了解基于iCoupler®数字隔离器技术的ADuM3223和ADuM4223隔离式栅极驱动器如何简化强大的半桥MOSFET驱动器的设计。

<br/>
<strong>数字隔离器产品简介</strong>

在研究隔离以及应用隔离器件时，我们应该先了解为什么需要隔离。需要隔离的主要原因是出于人员或者设备的安全考虑。在应用中，高压、电流浪涌和接地环路电流，会干扰通信，对设备造成损害，甚至导致人身伤害。采用隔离措施可阻止电流，允许信号通过，实现正常通讯，保护人员和设备。

众所周知，光耦器件作为传统的隔离器已经应用很久了，但它具有易损耗、低速、功耗大、尺寸大的缺点，给应用带来了局限性。而 ADI 公司采用 iCoupler 技术将空芯微型变压器与高速 CMOS 电路集成在单个封装内实现的隔离器件，具有尺寸小、高性能、低成本、易于与其他功能集成在一起、可靠性高的特点。在过去的 12 年间，有大约 10 亿数字隔离通道投入使用，失效率远小于百万分之十。另外，iCoupler 还可以提供隔离电源，任何其它技术都不能在如此紧凑的封装中实现如此高隔离性能的电源转换。