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ADI的iCoupler技術(shù)實(shí)現(xiàn)電磁爐和用戶接口的安全隔離

作者： 時(shí)間：2013-04-07 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏


iCoupler技術(shù)（圖2）是一種基于變壓器的隔離技術(shù)。由于集成了微型變壓器和電子電路，因此它具有光耦合器技術(shù)、分立變壓器技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的所有優(yōu)點(diǎn)，而且還消除了光耦合器和分立變壓器的缺點(diǎn)。光耦合器的缺點(diǎn)在于功耗過高，大的定時(shí)誤差，數(shù)據(jù)速率限制以及對(duì)溫度的敏感性。在基于iCoupler技術(shù)的產(chǎn)品中，通過在變壓器線圈之間使用20 μm厚的聚酰亞胺絕緣層，實(shí)現(xiàn)了滿足安全機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的絕緣。而且，它還能夠?qū)崿F(xiàn)超過5 kV rms的隔離等級(jí)。該技術(shù)使用申請(qǐng)專利的刷新電路，在沒有輸入跳變的情況下，通過刷新電路使輸出狀態(tài)輸入狀態(tài)保持匹配，由此消除了分立變壓器的固有缺陷，可以獲得準(zhǔn)確的直流電平。

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圖2 iCoupler技術(shù)解析

iCoupler 技術(shù)提供了五個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：

·集成度（尺寸/成本）
·性能
·功耗
·易用性
·可靠性

使用iCoupler技術(shù)的IGBT隔離

ADI公司的隔離門級(jí)驅(qū)動(dòng)器系列產(chǎn)品采用iCoupler技術(shù)，其中雙通道 ADuM1233（圖3）提供了輸出通道和輸入通道之間的隔離以及兩個(gè)輸出通道之間的隔離，適用于IGBT控制通道的隔離。

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圖3 ADuM1233的功能框圖

輸入電路的功率由隔離電源提供，并且可能需要一個(gè)或幾個(gè)電壓轉(zhuǎn)換級(jí)。系統(tǒng)中的微控制器和其他電路部分需要5 V電源，而IGBT電路需要15 V的電源才能有效工作。iCoupler隔離門級(jí)驅(qū)動(dòng)器必須能夠提供高達(dá)100 mA的峰值驅(qū)動(dòng)電流，因此需要額外的增益級(jí)，如圖4中所示。

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圖4 使用iCoupler隔離技術(shù)驅(qū)動(dòng)IGBT

由于兩個(gè)通道之間的定時(shí)關(guān)系是十分重要的，而且PWM信號(hào)在反相階段驅(qū)動(dòng)IGBT，因此與LED和光電二極管相比，iCoupler技術(shù)的速度、穩(wěn)定性和可靠性是非常出色的。如圖5的曲線所示，在輸出電壓范圍為12 V~18 V，輸入電源電壓范圍為4.5 V~5.5 V的情況下，兩個(gè)通道的上升沿的傳播延遲是匹配的，約為100 ps，而且下降沿的傳播延遲優(yōu)于1 ns。

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