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高手经验之让人头疼的模拟旗子暗记隔离怎么破?_暗记_旗子

落叶飘零 2024-10-04 03:10:00 0

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1.隔离滋扰源;2.分隔高电压。

隔离数字旗子暗记的办法很多,隔离仿照旗子暗记的办法却没有想象的那么多,关键是隔离的本钱,比想象的都要赶过许多。
特殊是哀求精确丈量的场合,仿照旗子暗记的隔离,本钱高得更加是离谱的无法想象。
我从事这种系统开拓多年,对自己所知道的隔离方法做个小小的总结:

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数字隔离方法:

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(图片来自网络侵删)

1. 光耦;

2. ADI 的磁隔离芯片,ADuMXXXX(XXXX为数字代号,如 I2C的ADuM1250);

3.自己用变压器隔离。

数字隔离办法,一样平常实现的都是单向数字旗子暗记的隔离,对付双向数字旗子暗记,须要两个隔离单元来实现,体积非常的惊人;很难减小体积。
相对付速率很本钱,如果速率小于100KHz一下,个人推举用Ps2501这样的常用光耦隔离数字旗子暗记,很好的性价比,隔离度也非常的高。
一样平常Ps2501这样的光耦隔离度都在3000V/RMS以上。

但是如果隔离数字旗子暗记的频率在200KHz以上,用Ps2501这样的光耦就弗成了,要换高速的数字光耦,价格本钱也上去了,不划算了。
以是可采取ADI的磁隔离芯片。
最便宜的磁隔离芯片每通道的价格在$0.7,算下来公民币也才4~5块公民币,选在6N137、6N136这样的高速光耦,已经没有性价比可言,摧残浪费蹂躏大量的PCB空间用于隔离部分。
本钱在4块旁边,乃至更高,紧张看你的6N137的采购量。
但ADuM系列的磁隔离芯片的尺寸小很多很多,价格比较也很有上风。
唯一美中不敷的是磁隔离芯片的隔离电压只能到1000V旁边,这个是个很头疼的问题。
如果只是隔离滋扰源,自然没问题,如果是隔离高电压,那么要仔细考量一下设计了。

自己用隔离变压器来隔离的办法,一样平常人是用不到的,由于完备没有经济效益。
它只有一点好处,便是隔离电压可做得非常高,一样平常只有变频器、逆变器等IGBT的驱动,须要隔仳离常大的电压,超过5000V;才利用。
由于一样平常的芯片和光耦都实现不明晰。

仿照旗子暗记的隔离:

1.线性光耦;

2. 隔离放大器 ;

3.频压转换和压频转换+数字隔离;

4.飞电容;

5.采取DA/AD+数字隔离的办法实现仿照旗子暗记的采样复原,进而实现隔离的办法;

6.普通光耦实现的线性隔离。

线性光耦,做过隔离的朋友都知道。
如以前的TIL300,不过彷佛已经不生产了。
可以选择Vishy的IL300作为替代。
作为一样平常仿照旗子暗记的线性隔离,是个不错的选择。
(我就不上传图了),一样平常来讲,线性光耦须要两个运放和一些高精度电阻组成得当的电路才能完成旗子暗记的隔离。
也只是单向隔离。
IL300的价格在十几块钱公民币旁边,如果想得到比较好的温度特性,须要两个比较好的运放,以是全体隔离下来的本钱在每路:30RMB/Ch, 隔离的频率在200kHz旁边。
线性度实在并不理想,0.1%的精度都比较难担保;但手册上写着可以到0.01%的伺服精度。
实际上,由于温度的影响,线性度在+/-0.5%,以是有更高隔离线性度的童鞋们就不能选择这种办法了。
但对付大多数场合都是可以的;

隔离放大器,这个是个终极的宝贝啊,有很多厂家都有, 中国小厂一堆生产这种东西的。
线性度都能达到0.1%,比较上档次的是Ti和ADI的隔离放大器,这些东西的本钱很高。
Ti有一款号称是环球价格最低的隔离放大器,ISO124 。
隔离放大器的话,性能稳定,线性度良好,大多数都能达到或远远超过0.1%,都能达到0.01%;但价格的话至少都在40RMB/Ch,ADI的就更加离谱了,大概能到40dollar/Ch,对付做一样平常工业产品的制造商来讲,实在是望而生畏。

第三种方法和第五种方法大同小异,都是把仿照旗子暗记变为数字旗子暗记然后再隔离数字旗子暗记。
数字旗子暗记再复原成仿照旗子暗记,以是,这也意味着这种电路繁芜得很。
但从隔离效果上讲,该当是一种比较合理的隔离办法。
至少在本钱和精度上,和隔离放大器最有一拼的。
压频转换和频压转换都非常的贵,以是,这种器件不适宜做低带宽旗子暗记的转换;压频和频压转换不须要单片机的参与,电路上更为简洁,可靠性也更高。
如果利用AD/DA转换复原,须要单片机或者FPGA等掌握电路的参与,从开拓角度来说,须要比较多的精力。
相对付频压转换的方法,比较罗嗦,复原的旗子暗记带宽和AD/DA的带宽有关。
但选择得当的芯片和单片机,如cortex-M0的32位单片机,40MHz旁边,几块钱公民币。
合营得当的AD/DA,本钱也能掌握在30RMB/ch,但效果比IL300要好很多,紧张是隔离的线性度可以有个非常好的担保。

飞电容,飞电容我没试过,但是飞电容也是个思路分外的隔离方案。
相对付其他的隔离方案,首先是不须要隔离电源;其次是电路大略。
飞电容便是将仿照旗子暗记作为源,对一个得当的电容进行充电,充完电后,将飞电容切换到丈量电路一边,与向飞电容充电的电路完备断开。
电容对丈量电路放电。
丈量电路丈量出电容的电压。
即实现了电压旗子暗记的隔离。
这个电路的核心在于,切换电容,并掌握切换韶光。
最好利用继电器,但普通的继电器寿命有限,这种玩法肯定就报废了。
要利用湿簧继电器;湿簧继电器该当不是便宜的东西,这种方法我也没试过,但是理论上是完备可行的。
只不过旗子暗记带宽是小得可怜。
可能只有10Hz吧。

普通的光耦只是利用了分外的思路,用其余一个光耦做第一个光耦的反馈和补偿,如下图。

这种方法呢,个人以为隔离一样平常的旗子暗记还可以,由于没有Datasheet等担保,实际上大批量运用是很难担保同等性和稳定性的。
只是运用于线性度哀求非常不高的场合。
本钱在所有仿照旗子暗记隔离方案里该当是最低的,可以做到5块钱/ch以下。

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