Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
PCBway
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Izolacja galwaniczna w cyfrowym torze transmisji - blues na transformatorach?

ghost666 24 Maj 2013 23:15 3993 0
  • 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

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    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 napisał 9415 postów o ocenie 7049, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
  • PCBway