探索LTM9100：Anyside™高压隔离开关控制器的魅力

在电子工程师的日常工作中，不断寻找高性能、可靠的电子元件是提升设计质量的关键。今天，我们就来深入了解一下Linear Technology Corporation推出的LTM9100，一款采用Anyside™技术的高压隔离开关控制器，以及与之配套的演示电路DC2423A。

文件下载：DC2423A-B.pdf

演示电路概述

演示电路DC2423A为我们展示了LTM9100在不同应用场景下的出色性能。它既可以应用于典型的48V应用（-A版本），也能适应高压380V应用（-B版本）。而且，根据外部电源和负载连接到香蕉插孔的方式，该电路板可配置为高端或低端操作，这为我们的设计提供了极大的灵活性。此外，电路板上还配备了电容负载，可接入电路，同时LED指示灯能清晰显示输入和输出电压的存在情况。值得一提的是，MOSFET采用螺丝端子块安装，方便我们进行更换或替换。同时，电路还具备保护功能，可在MOSFET损坏时保护GATE和SENSE引脚。DC2423A既可以手动操作，也能通过计算机控制，设计文件可在这里获取。

性能总结

在 (T_{A}=25^{circ} C) 的条件下，LTM9100展现出了一系列优秀的性能指标：	SYMBOL	CONDITIONS	MIN TYP MAX	UNITS
V CC I CC		4.5 5 5.5 50	V mA
V L	V Rising	3 3.3 5.5 2.518 2.56 2.598	V
	UV	41.8 43.4 44.9
		251 261 270	V
	V UV Falling	2.248 2.291 2.328
		37.3 38.8 40.3
		224 233 242	V
	V OV Rising	1.735 1.770 1.805
		69.8 71.8 73.9
		420 432 444	V
	V OV Falling	1.673 1.733 1.787
		67.3 70.3 73.1
		405 423 440	V
		45 50 55	mV
	R S = 0.008Ω ±1%	5.57 6.25 6.94
	R S = 0.017Ω ±1%	2.62 2.94 3.27	A
	SENSE > 50mV	440 530 620	μs
	SENSE	62.8 64 65.2	mV
	ADIN, ADIN2	2.514 2.56 2.606	V
		12	ms
V IORM	GND to V EE	1000 690	VDC VRMS
		30 50	kV/µs

这些数据为我们在设计电路时提供了重要的参考依据，大家可以思考一下，这些指标在实际应用中会对电路性能产生怎样的影响呢？

工作原理

电源与隔离

LTM9100内部包含一个隔离式DC/DC转换器，能从输入电源 (V{CC}) 为 (V{S}) 提供10.4V的电源，为 (V_{CC 2}) 提供5V的电源。通过GND和 (VEE) 的分离，实现了隔离，确保在存在显著工作电压和瞬变的情况下，LTM9100仍能正常工作。

控制与状态指示

逻辑侧的ON引脚用于启用或关闭LTM9100，隔离侧的GATE引脚和MOSFET的开启由逻辑侧的EN输入控制。逻辑侧还有两个状态引脚，PG用于指示电源正常，ALERT用于指示内部故障，LED指示灯会显示这些引脚的激活状态。所有逻辑侧信号都参考逻辑电源引脚 (V{L}) ，可通过跳线（JP2）选择将其连接到 (V{CC}) 或 (V_{L}) 输入。

接口与通信

DC2423A既可以独立使用，也可以直接与DC590隔离串行控制器或DC2026 Linduino® One接口连接。配合QuickEval™软件，可实现对LTM9100的控制。LTM9100还具备 (I^{2} C) /SMBus接口，用于与隔离侧的控制和状态功能以及ADC结果进行通信。隔离侧有两个跳线用于选择 (I^{2} C) 地址。

MOSFET控制与保护

LTM9100的隔离侧控制外部MOSFET的开启，MOSFET通过螺丝端子块连接，其本体通过螺丝安装在散热器和PCB上，方便更换。该设计可适配TO - 247（默认）、TO - 264和TO - 220封装。演示板可用于高端或低端应用，香蕉插孔用于电压输入和负载连接，线路监控跳线（JP7）需根据所选配置进行设置，以确保LTM9100 ADC报告正确的输入电压。此外，-B版本的演示板还包含瞬态抑制功能，可保护MOSFET和板载负载电容，GATE引脚和SENSE +引脚具备外部过压/过流保护，防止MOSFET短路时损坏LTM9100。

跳线配置

DC2423A包含7个跳线和一个用于 (I^{2} C) 接口的14针连接器，各跳线功能如下：

• JP1：用于工厂编程演示板ID，默认未安装。
• JP2： (V{L}) 电源跳线，可连接到 (V{CC}) 输入端子或 (V_{L}) （默认）输入端子。
• JP3：ON跳线，默认位置启用LTM9100，OFF位置禁用。
• JP4：EN跳线，默认位置启用LTM9100 GATE引脚，OFF位置禁用。GATE引脚也可通过 (I^{2} C) 接口控制，但EN引脚必须处于高电平。
• JP5 & JP6： (I^{2} C) 地址配置，默认设置为LO - LO，对应设备写地址0010000 (20h)。
• JP7：线路监控跳线，默认配置为高端，设置不当会导致ADIN引脚输入电压数据无效。

(I^{2} C) 接口

J5提供了一个简单的 (I^{2} C) 端口操作方式，可与PC和DC590或DC2026配合使用。QuickEval软件可从[这里](www.linear.com/ designtools/software)下载，DC590或DC2026会读取J5连接器附近的“个性”EEPROM，自动启动正确的软件，从而实现对LTM9100所有寄存器的读写操作。若要连接外部 (I^{2} C) 接口，可断开DC590或DC2026，使用J5上的4号和7号引脚或J5附近的SCL和SDA测试点。

单总线接口

将 (I^{2} C) 地址跳线设置为 (ADRO = LO) 和 (ADR1 = HI) ，可使LTM9100进入单总线广播模式，在该模式下，LTM9100可自主运行并保留监控功能，此时可在J5的SDA引脚或J5附近的SDA测试点观察到串行数据流。

快速启动步骤

以DC2423A - A的高端48V应用为例，快速启动步骤如下：

1. 将外部电源连接到 (V_{CC}) 和GND。
2. 将外部电源连接到 (V_{L}) 和GND，或将跳线JP2移至 (VCC) 位置。
3. 将外部电源从高端输入+香蕉插孔连接到高端输入 - 香蕉插孔。
4. 将外部48V负载从高端负载+香蕉插孔连接到高端负载 - 香蕉插孔，可使用板载330μF负载电容作为负载或与其他负载一起使用，注意连接时的极性。
5. 开启 (V{CC}) 、 (V{L}) 和48V电源。
6. 将EN跳线（JP4）移至ON位置，或在移除JP4后在EN和GND之间连接外部激励信号，MOSFET开启后，电源良好（ (overline{PG}) ）LED会亮起。
7. 若要通过 (I^{2} C) 控制LTM9100，需在具有可用USB端口的计算机上安装QuickEval System软件，下载网站为[www.linear.com/ software](www.linear.com/ software)。将DC590或DC2026连接到计算机和DC2423A之间，打开QuickEval软件，若已安装，需更新软件以获取LTM9100/DC2423A驱动。

重要注意事项

Linear Technology Corporation提供的演示板仅用于工程开发或评估目的，并非用于商业用途。该演示板可能在设计、营销和制造相关的保护考虑方面不够完善，可能不符合欧盟电磁兼容性指令或其他法规要求。若评估套件不符合演示板手册中的规格，可在交付日期起30天内退还以获得全额退款。用户需自行承担产品的正确和安全处理责任，同时要注意静电放电防护，并且该产品可能未通过相关监管认证。

总的来说，LTM9100和DC2423A为我们提供了一个功能强大、灵活且易于使用的解决方案，在高压隔离应用中具有很大的潜力。大家在实际应用中是否遇到过类似的高压隔离设计问题呢？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验。