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Analog Devices電源轉換隔離器變頻驅動和電源應用中的隔離 |
概述
使用電氣設備時,隔離元件是最重要的考量因素之一。特別是對高電壓和高功率應用而言,確實如此。 在變頻驅動(VFD)和電源設計中,功能電路和安全隔離電路通常都會使用隔離元件,以便將低電壓控制電路從高電壓電源部分中隔離開。隔離元件還可將介面電路從有接觸危險的電路中隔離開。 在VFD或電源系統結構中,電路被隔離成三個部分。這三部分為電源電路、控制電路和介面。由於每個部分的電壓位準和安全要求各不相同,因此它們之間需要電流隔離。
為何使用隔離? 降低雜訊干擾在較高功率的應用中,由於印刷電路板佈線中的寄生參數耦合,功率切換可能在電路中產生雜訊。透過在電源電路和控制電路之間採用電源隔離,可降低控制電路中的雜訊。
降低危險電壓等級VFD電源設備中的電源電路通常連接到危險電壓——一般為220V/380Vac。整流直流電源可能高達540V,而控制電路通常涉及到安全接地線,因此,電源電路和控制電路之間需要隔離。
保護互聯設備電源設備往往透過現場匯流排連接到其他控制器上。然而,電源設備和控制器不可連接到同一個接地線上。若沒有隔離隔閘,信號電路中的元件可能會被接地線之間的電壓差所損壞。
安全與絕緣部分電路可能會接觸到人體,或者接觸到設備的金屬外殼。這些部分應要在安全電壓範圍內作業,並從危險電壓電路中隔離開來,以防發生觸電危險。通常,人機介面或通訊介面應使用符合安全與絕緣標準的元件,從原電路中隔離開來。
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隔離式系統架構
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隔離式電流和電壓感測
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隔離器
Analog Devices提供標準數位隔離器、隔離式RS-232、RS-485、USB、CAN、SPI、I²C收發器、放大器、ADC和閘極驅動設備。這些隔離器特別適合用於VFD和電源設計。
主要產品技術
| 系列
| 描述 | 主要特性
| 優點 | | 標準數位隔離器 | ADuM110N
| 1至4通道標準數位隔離器
| −40ºC至125ºC、反向通道
| 資料傳輸速率最高可達150Mbps
| ADuM120x
| | ADuM13x | | ADuM24x | ADuM14x
| 4通道標準數位隔離器 | 新一代、3.75kVrms 隔離等級、−40ºC至125ºC、反向通道
| CMTI 100kV/μs、低傳播延遲(13ns)、最高資料傳輸速率達150Mbps
| | 隔離式感測 | AD7403
| 隔離式Σ-Δ ADC | 5MHz至20MHz外部時脈輸入速率、二階Σ-Δ調變器、16位元、無缺碼、典型偏移漂移與溫度:1.6μV/°C、88dB SNR、830Vrms最大作業電壓、−40ºC至125ºC
| 14位元ENOB、±320mV滿刻度類比輸入範圍、UL1577、CSA60950、VDE0884-10
| AD7401A
| 隔離式Σ-Δ ADC | 5MHz至20MHz外部時脈輸入速率、二階Σ-Δ調變器、16位元、無缺碼、典型偏移漂移與溫度:1.6μV/°C、88dB SNR、630Vrms最大作業電壓、−40ºC至125ºC
| 14位元ENOB、±250mV滿刻度類比輸入範圍、UL1577、CSA60950、VDE0884-10
| | 隔離式閘極驅動器 | | ADuM4135 | 隔離式IGBT閘極驅動器 | 4A峰值驅動輸出能力、500Vrms、1200Vdc作業電壓、−40ºC至125ºC | 50ns傳播延遲、UVLO、DESAT保護、故障時軟關閉、含閘極感測輸入的米勒箝位輸出、UL、CSA、VDE | | ADuM4223 | 隔離式MOSFET/IGBT閘極驅動器 | 4A峰值輸出電流、高頻作業:1MHz、高側和低側隔離:差分輸入537V峰值和800V峰值、−40ºC至125ºC
| 高側和低側隔離、UL、CSA、VDE | | 隔離通訊 | ADM3251E
| 隔離式RS-232收發器
| 460kbps資料傳輸速率、2.5kV隔離 | 採用isoPower®整合隔離式直流至直流轉換器、±15kV ESD 保護、UL、CSA、VDE
| ADM2687E
| 隔離式RS-485/RS-422收發器
| 可配置為半雙工或全雙工、5kVrms隔離等級、500kbps資料傳輸速率、5V或3.3V作業電壓
| 採用isoPower整合隔離式直流至直流轉換器、±15kV ESD保護或開路和短路、故障安全接收器輸入、CMTI>25kV/μS
| | ADuM4160 | USB埠隔離器 | 完全符合USB 2.0、低速和全速資料傳輸速率:1.5Mbps和12Mbps、5kVrms隔離等級、3.3V和5V(雙模電源組態)作業電壓 | 雙向通訊、用於xD+和xD−線路的短路保護 | | ADM3054 | 隔離控制器區域網路(CAN) | 符合ISO 11898標準、1Mbps、5kVrms隔離等級、3.3V或5V電源電壓 | 熱關機保護 | | ADuM4150 | 高速SPI介面隔離器 | 40MHz時脈、廣電源電壓範圍、5kVrms隔離等級 | 延遲補償時脈線路 | | ADuM2250 | 雙I²C隔離器 | 1000KHz作業頻率、雙向I²C通訊、5kVrms隔離等級、3.0V至5.5V電源電壓 | 熱插拔、UL、CSA | | ADuM4190 | 隔離誤差放大器 | 5kV隔離等級、400kHz頻寬、3V至20V、−40°C至125°C | 整體溫度範圍的1%輸出精度 | | isoPower | ADuM5000/ ADuM6000 | 隔離式直流-直流轉換器 | 500mW、400mW、調變3.3V或5V輸出、2.5kV/5kV隔離等級 | 熱過載保護、UL、CSA、VDE |
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發佈日期: 2016-02-11
| 更新日期: 2024-04-11