Zolang het voedingscircuit de mogelijkheid heeft om met andere circuits, hardware, infrastructuur of menselijke gebruikers te communiceren, kunnen er destructieve overspanningssituaties optreden.Fysieke of elektronische isolatie (doorgaans aangeduid als elektrische isolatie) tussen stroom- en potentiële interactiepunten is van cruciaal belang voor de veiligheid en continue werking van circuitsIsolatie kan ook onnodig lawaai in het uitgangssignaal verminderen.
Bij het ontwerpen van isolatiesystemen is het gebruikelijk dat de installatie van een isolatie-installatie in de installatie van een isolatie-installatie wordt uitgevoerd door een gebruiker die de installatie in de installatie van een isolatie-installatie gebruikt.het is ook noodzakelijk rekening te houden met de specifieke aard van de aanvraag, zoals variabele ingangsspanning, gebruik van batterijvermogen of de noodzaak van compacte verpakking.
Om de juiste isolatiecomponenten te kiezen, moeten ontwerpers de voordelen, nadelen en samenstelling van verschillende isolatieconstructies begrijpen.Zij kunnen de meest effectieve, betrouwbare en ruimtebesparende isolatoren in elektronisch ontwerp.
Maak kennis met de isolator.
Elektrische isolatie kan op verschillende manieren worden bereikt, maar ze hebben allemaal een gemeenschappelijk basisprincipe: de hoge spanningsinvoer aan de primaire zijde is geïsoleerd van de lage spanning,laagstroom secundaire zijde door sommige fysieke barrièresDe details van de isolatie barrière en de methode van het doorgeven van vermogen, signalen of beide door de isolatie barrière, zijn afhankelijk van het type isolator.
De optocoupler maakt gebruik van LED's om het signaal aan de primaire zijde van elektrische pulsen om te zetten in fotonen.of foto-elektrische veld-effect transistors die fotonen ontvangen en omzetten in elektrische signalenNaast het fysiek isoleren van de primaire en secundaire circuits kunnen optocouplers ook automatisch onnodig geluid in het uitgangssignaal elimineren en aardingslussen voorkomen.
In een magnetische koppeling genereert de spanning op de primaire wikkeling van de transformator een magnetisch veld.met een vermogen van meer dan 50 W,Transformatoren kunnen twee onafhankelijke wikkels hebben op een enkele ijzeren kern, of ze kunnen twee inductoren zijn, elk met een wikkelwagen rond zijn eigen ijzeren kern, gescheiden door isolatiemateriaal.De reden waarom ontwerpers magnetische koppeling kiezen is omdat het een hoge spanningscapaciteit heeftHet is echter niet zo eenvoudig om de afmetingen van de isolatie, de mogelijkheid tot warmteopwekking en de mogelijkheid om het geluid van het signaal te filteren, te combineren.en de opwekking van elektromagnetische interferentie moeten ook worden overwogen.
De capacitieve koppeling maakt gebruik van een condensator bestaande uit twee elektroden die gescheiden zijn door een dielektrisch materiaal.Dit genereert een elektrisch veld en induceert een spanning op de secundaire elektrodeDe capacitieve koppelingen staan bekend om hun kleine afmetingen, hun lage stroomverbruik en hun snelle reactie op veranderingen in de invoer.het gemakkelijk en efficiënt maken voor het verzenden van elektrische signalen via isolatiepoortenDe ontwerpers moeten maatregelen nemen om capacitieve koppelingen te beschermen tegen de effecten van ingangsspanning, vochtigheid in de omgeving en dielektrische storingen die hun capaciteit overschrijden.
Digitale isolatoren inzetten.
Een van de bovenstaande soorten isolatoren kan worden geïntegreerd in een digitaal isolatiesysteem op een geïntegreerd circuit (IC).Deze topologische structuren kunnen verder worden geïntegreerd met stroommodules of signaaltransmissiecomponenten om een compleet digitaal isolatiesysteem op één chip te vormenDe gemeenschappelijke topologische structuren van digitale isolatiesystemen zijn flyback, halfbridge en push-pull.
De terugstroomvoorziening heeft een magnetische isolatievorm, die een shunt inductor combineert met een buck boost converter om een transformator te bouwen,het verhogen of verlagen van de spanning van de gelijkstroom (DC) om aan de vereiste uitgang te voldoenDe feedback van de buck boost converter wordt geleverd door een driestaps inductor winding of optocoupler.Maar ontwerpers moeten zich ervan bewust zijn dat onnodige EMI kan worden gegenereerd.
Het ontwerp van de halfbrug (H-brug) omvat een H-brug vierkantgolfgenerator, een resonantiecircuit bestaande uit twee inductoren en één condensator (LLC),en twee rechtlijners die de vereiste gelijkstroomuitgangsspanning kunnen leverenIn vergelijking met bepaalde ontwerpen kunnen rectificatoren een hoger uitgangsvermogen bereiken en wordt aanbevolen om H-brugisolatieontwerp te gebruiken voor toepassingen met een middenvermogen.
De push-pull geïsoleerde voeding maakt gebruik van twee transformatoren voor magnetische koppeling.De twee diodes van de rechtsteller van de brug aan de secundaire zijde kunnen spanningsveranderingen voorspellen en regelen tot symmetrische uitgangen.
Om de controle te verbeteren, kunnen ontwerpers kiezen om transformatordrivers toe te voegen aan het push-pull-apparaat.een logische controller om het openen en sluiten van schakelaars in een BBM-modus te coördinerenDeze modus kan een relatief constant uitgangssignaal genereren terwijl interne en stroomafwaartse componenten worden beschermd tegen schade veroorzaakt door het gelijktijdig aansluiten van twee schakelaars.
Systemen met transformatordrivers kunnen ook lineaire regulers met een lage uitval gebruiken om de uitgang te regelen, rechtstellerdioden te vervangen of hun functionaliteit te verbeteren.Spanningsverschil is het minimale verschil tussen de ingangsspanning en de uitgangsspanningIn LDO is dit verschil uiterst klein, waardoor een betrouwbare werking over een breed inslagspanningsbereik wordt gewaarborgd.