摘要: 隔离式数字信号耦合器跨越30ns至直流电,取代光耦合器。
一对mosfet驱动ic和铁氧体磁头变压器的非正统应用产生单通道隔离数字信号耦合器。
光耦合器通常用于在具有不同地电平的隔离电路之间耦合数字信号。然而,光耦合器有缺点。它们最重要的参数,电流传递和传播时间,随着老化而变化。它们具有相对较高的静态功耗,并且对于大多数类型来说,速度有限。
图1是光耦合器设计的替代方案。这种非正统的方法提供了非常低的I/O电容(小于0.5pF),静态功耗为零,传播时间约为10ns,脉冲宽度传输能力范围为30ns到DC。这种磁耦合电路既利用了两个MOSFET驱动ic (MAX5048A)输入端的逻辑结构,又利用了这些ic快速匹配的传播时间。
图1所示、这种用于数字信号的磁耦合电路是光耦合器设计的替代方案
除了MAX5048驱动器的10ns传播时间外,由于高侧触发器门,还存在额外的10ns传播时间。这10ns可以通过使用更快的逻辑来减少。I/O绝缘屏障的击穿电压仅取决于用作磁耦合器和电路板结构的铁氧体磁头变压器的绝缘。此外,通过改变单匝磁耦合器中使用的电线绝缘,可以将该电压提高到几千伏。
磁耦合器是铁氧体磁珠(外径3.5mm,内径1.3mm,高度3.25mm)变压器,两个绕组各一匝。I/O电容非常小(约0.3 pF),并且仅取决于变压器、电路板设计和结构。
示波器照片显示了负50ns输入脉冲(图2)和正50ns输入脉冲(图3)的传播延迟,以及相关的输入和输出信号。
图2、这些波形显示了图1中负脉冲输入电路的传播延迟(约25ns)
通道1 =输入信号
通道2 =侧A线圈驱动器
通道3 =侧B线圈驱动器
通道4 =门触发器输出
图3、这些波形显示了图1中电路的正脉冲输入的传播延迟(也约为25ns)
通道1 =输入信号
通道2 =侧A线圈驱动器
通道3 =侧B线圈驱动器
通道4 =门触发器输出
与光耦合器电路不同,磁耦合器设计的初始输出状态不确定,直到两个极性的第一个输入信号转换发生。此后,孤立输出跟随输入状态。输入信号的上升和下降时间必须快(10ns)。
2005年4月11日的《EE Times》星球版也有类似的文章。
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