Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Izolacja galwaniczna w cyfrowym torze transmisji - blues na transformatorach?

ghost666 24 May 2013 23:15 4260 0
Altium Designer Computer Controls
  • Za każdym razem gdy następuje potrzeba wprowadzenia izolacji galwanicznej w tor transmisji cyfrowej lub w linie kontrolne przerwaniu ulega także linia zasilająca układy w rzeczonych torach. Nieuniknione jest zatem zderzenie projektanta z izolowanymi zasilaczami. Szczęśliwie istnieje wiele rozwiązań przeniesienia mocy przez barierę izolacji galwanicznej. Jeśli masz szczęście i przetwornicę w swoim systemie (która w dodatku znajduje się nieopodal fizycznego położenia bariery na PCB) to nic nie szkodzi aby dowinąć jeszcze jedno uzwojenie na transformatorze przetwornicy, wyprostować i odfiltrować kolejne napięcie dla izolowanej sekcji i przepuścić je przez stabilizator LDO. W przypadku większości systemów transformator zasilający jest i tak na tyle przewatowany że nie ma konieczności wprowadzania żadnych dodatkowych zmian aby obsłużyć jeszcze jedno uzwojenie wtórne.

    Jednakże załóżmy że mamy pecha i nie ma w naszym systemie możliwości dołożenia jeszcze jednej linii zasilania aby zasilić nasz układ znajdujący się za izolacją galwaniczną. Mimo to nadal istnieje wiele możliwości realizacji izolowanego zasilania. Niewielki układ oparty o timer 555 i transformator może w zupełności wystarczyć nam do przeniesienia zasilania za izolację galwaniczną, gdzie wystarczy to napięcie wyprostować, przefiltrować i ustabilizować (tutaj znowu kłaniają się stabilizatory LDO). Można nawet uprościć sobie życie i zastosować komercyjnie dostępny moduł zasilania (izolowane przetwornice DC/DC) który ma wszystko zintegrowane w niewielkiej obudowie. Wszystkie te rozwiązania działają idealnie do momentu w którym istotnym parametrem staje się bezpieczeństwo pracy układu (a raczej niewielkie wymaganie co do niego). W momencie kiedy wymagania co do bariery izolacji galwanicznej rosną wszystko zaczyna się psuć... w momencie gdy wymagamy wzmocnionej izolacji lub podwójnej izolacji ciężko jest zrobić cokolwiek prosto. Nawet gdy znajdziemy np. moduł izolowanego zasilacza DC/DC odpornego na transienty 5 kV to okaże się że cała aplikacja rozrasta się i cenowo i przestrzennie. Malutki transformatorek który tak doskonale sprawdzał się w aplikacji z układem 555 nagle stanie się 3 razy większy - w każdej osi - aby móc zagwarantować odpowiednią barierę galwaniczną. Teraz już pewnie to największy i najwyższy element na płytce drukowanej. W dodatku jeden z droższych. Co więcej rozwiązanie takie - w gotowym urządzeniu - musi przejść odpowiednie pomiary i zdobyć stosowne certyfikaty, a to wszystko kosztuje czas i pieniądze.

    Jedną z opcji z których możemy skorzystać są scalone cyfrowe izolatory sygnału. Układy te spełniają nasze wymagania jeśli chodzi o izolację - tak sekcji sygnałowej jak i zasilającej, a to wszystko dzięki wykorzystaniu wielu warstw poliimidów do izolacji galwanicznej w wewnętrznym transformatorze takiego układu. Istniejące izolatory spełniają nasz wymóg izolacji na 5 kV. Klasyczny transformator o takim napięciu izolacji musiałby posiadać odpowiednio grubszą izolację na drucie nawojowym, grubszą warstwę taśmy izolującej od siebie poszczególne uzwojenia a nawet dodatkową ochronną warstwę. Cewki sprzężenia indukcyjnego w miniaturowym układzie separacji galwanicznej podlegają tym samym prawom tylko dzięki miniaturyzacji całego układu wspomniane warstwy poliimidów wystarczą aby osiągnąć napięcie przebicia nie mniejsze niż 5 kV.

    Izolacja galwaniczna w cyfrowym torze transmisji - blues na transformatorach?
    Mikro-transformator mocy użyty w izolowanym zasilaczu DC-DC serii isoPower.


    Ta sama technika która została wykorzystana w cyfrowych izolatorach sygnału serii ADuC ostała także zaaplikowana w układach serii isoPowerŸ. Powyższa ilustracja pokazuje jak wygląda taki transformtor układu isoPower. Układy wykorzystujące tą technologię są tych samych rozmiarów co klasyczne izolatory galwaniczne jednak teraz posiadają wbudowane przetwornice DC/DC o wydajności 500 mW i napięciu przebicia do 5 kV. I to wszystko bez konieczności korzystania z dyskretnego transformatora! Rozwiązanie to jest niezwykle proste do implementacji w warunkach większych wymagań co do izolacji na barierze galwanicznej układu.

    Żródło:
    http://www.edn.com/electronics-blogs/isolate-...tors-helping-to-relieve-the-transformer-blues

    Cool? Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    ghost666
    Translator, editor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 wrote 11088 posts with rating 9403, helped 157 times. Live in city Warszawa. Been with us since 2003 year.
  • Altium Designer Computer Controls