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如何為物聯網傳感器選擇合適的電流隔離技術

1858583 2022-11-25 | pdf | 419.04KB | 次下載 | 免費

資料介紹

多樣化的新物聯網應用的增長使許多設計人員面臨在傳感器和其余電子設備之間提供電流（歐姆）隔離的挑戰。這種隔離對于信號完整性、系統保護和用戶安全至關重要，但設計人員必須從三種主要隔離技術中進行選擇：磁柵、光柵和電容柵。多樣化的新物聯網應用的增長使許多設計人員面臨在傳感器和其余電子設備之間提供電流（歐姆）隔離的挑戰。這種隔離對于信號完整性、系統保護和用戶安全至關重要，但設計人員必須從三種主要隔離技術中進行選擇：磁柵、光柵和電容柵。這些選項中的每一個都具有相似的性能特征，但在它們之間進行選擇之前，設計人員需要了解細微的差異。為此，本文將討論隔離在傳感器中的作用，然后介紹各種選項、它們的不同特性以及如何應用它們。這些選項中的每一個都具有相似的性能特征，但在它們之間進行選擇之前，設計人員需要了解細微的差異。為此，本文將討論隔離在傳感器中的作用，然后介紹各種選項、它們的不同特性以及如何應用它們。它還將介紹數字隔離，并提供更多數字隔離器示例。它還將介紹數字隔離，并提供更多數字隔離器示例。隔離的要點隔離的要點當傳感器或傳感器子電路“隔離”時，它與電路的其余部分之間沒有電氣路徑，使用歐姆表進行的基本測量將顯示兩個部分之間沒有電流流動（圖 1）。由于此障礙，挑戰在于將信號從隔離子電路傳輸到系統的其余部分。在許多情況下，還有一個額外的挑戰：在沒有通過電源子系統的“迂回路徑”的情況下為隔離子電路供電，這將使任何隔離無效。當傳感器或傳感器子電路“隔離”時，它與電路的其余部分之間沒有電氣路徑，使用歐姆表進行的基本測量將顯示兩個部分之間沒有電流流動（圖 1）。由于此障礙，挑戰在于將信號從隔離子電路傳輸到系統的其余部分。在許多情況下，還有一個額外的挑戰：在沒有通過電源子系統的“迂回路徑”的情況下為隔離子電路供電，這將使任何隔離無效。圖 1：在隔離系統中，未接地的傳感器和系統（可能接地）之間沒有電流路徑，但某種類型的信息承載能量必須從一側傳到另一側。（圖片來源：Digi-Key，基于 www.ee.co.za 上的原始資料）圖 1：在隔離系統中，未接地的傳感器和系統（可能接地）之間沒有電流路徑，但某種類型的信息承載能量必須從一側傳到另一側。（圖片來源：Digi-Key，基于 www.ee.co.za 上的原始資料）隔離的原因包括：隔離的原因包括：傳感器是“浮動”的，不得與系統“接地”有任何連接（系統“通用”是一個更準確的術語，但“接地”是這里常用的誤稱）。傳感器是“浮動”的，不得與系統“接地”有任何連接（系統“通用”是一個更準確的術語，但“接地”是這里常用的誤稱）。即使系統由電池供電，因此沒有連接到“交流接地”，如果傳感器輸出處于高共模電壓 (CMV) 之上，它也可能會出現這種情況。此 CMV 會損壞其余電子設備。例如，位于串聯堆頂部的單個電池單元的電壓。即使系統由電池供電，因此沒有連接到“交流接地”，如果傳感器輸出處于高共模電壓 (CMV) 之上，它也可能會出現這種情況。此 CMV 會損壞其余電子設備。例如，位于串聯堆頂部的單個電池單元的電壓。傳感器可能會無意中連接到高壓電源甚至交流線路。這不僅會損壞電子設備，還會使用戶處于危險之中。傳感器可能會無意中連接到高壓電源甚至交流線路。這不僅會損壞電子設備，還會使用戶處于危險之中。幸運的是，有實現模擬傳感器隔離的可行選項，可提供從數十伏到數千伏的低級和高級隔離。后者在 EV/HEV 等大眾市場應用中是必需的，而且通常是為了滿足監管安全要求。提供隔離的三種最常見方法使用磁性、光學和電容技術，每種方法的額定電壓都 >1000 V 或更高。幸運的是，有實現模擬傳感器隔離的可行選項，可提供從數十伏到數千伏的低級和高級隔離。