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如何为物联网传感器选择合适的电流隔离技术

1858583 2022-11-25 | pdf | 419.04KB | 次下载 | 免费

资料介绍

多样化的新物联网应用的增长使许多设计人员面临在传感器和其余电子设备之间提供电流（欧姆）隔离的挑战。这种隔离对于信号完整性、系统保护和用户安全至关重要，但设计人员必须从三种主要隔离技术中进行选择：磁栅、光栅和电容栅。多样化的新物联网应用的增长使许多设计人员面临在传感器和其余电子设备之间提供电流（欧姆）隔离的挑战。这种隔离对于信号完整性、系统保护和用户安全至关重要，但设计人员必须从三种主要隔离技术中进行选择：磁栅、光栅和电容栅。这些选项中的每一个都具有相似的性能特征，但在它们之间进行选择之前，设计人员需要了解细微的差异。为此，本文将讨论隔离在传感器中的作用，然后介绍各种选项、它们的不同特性以及如何应用它们。这些选项中的每一个都具有相似的性能特征，但在它们之间进行选择之前，设计人员需要了解细微的差异。为此，本文将讨论隔离在传感器中的作用，然后介绍各种选项、它们的不同特性以及如何应用它们。它还将介绍数字隔离，并提供更多数字隔离器示例。它还将介绍数字隔离，并提供更多数字隔离器示例。隔离的要点隔离的要点当传感器或传感器子电路“隔离”时，它与电路的其余部分之间没有电气路径，使用欧姆表进行的基本测量将显示两个部分之间没有电流流动（图 1）。由于此障碍，挑战在于将信号从隔离子电路传输到系统的其余部分。在许多情况下，还有一个额外的挑战：在没有通过电源子系统的“迂回路径”的情况下为隔离子电路供电，这将使任何隔离无效。当传感器或传感器子电路“隔离”时，它与电路的其余部分之间没有电气路径，使用欧姆表进行的基本测量将显示两个部分之间没有电流流动（图 1）。由于此障碍，挑战在于将信号从隔离子电路传输到系统的其余部分。在许多情况下，还有一个额外的挑战：在没有通过电源子系统的“迂回路径”的情况下为隔离子电路供电，这将使任何隔离无效。图 1：在隔离系统中，未接地的传感器和系统（可能接地）之间没有电流路径，但某种类型的信息承载能量必须从一侧传到另一侧。（图片来源：Digi-Key，基于 www.ee.co.za 上的原始资料）图 1：在隔离系统中，未接地的传感器和系统（可能接地）之间没有电流路径，但某种类型的信息承载能量必须从一侧传到另一侧。（图片来源：Digi-Key，基于 www.ee.co.za 上的原始资料）隔离的原因包括：隔离的原因包括：传感器是“浮动”的，不得与系统“接地”有任何连接（系统“通用”是一个更准确的术语，但“接地”是这里常用的误称）。传感器是“浮动”的，不得与系统“接地”有任何连接（系统“通用”是一个更准确的术语，但“接地”是这里常用的误称）。即使系统由电池供电，因此没有连接到“交流接地”，如果传感器输出处于高共模电压 (CMV) 之上，它也可能会出现这种情况。此 CMV 会损坏其余电子设备。例如，位于串联堆顶部的单个电池单元的电压。即使系统由电池供电，因此没有连接到“交流接地”，如果传感器输出处于高共模电压 (CMV) 之上，它也可能会出现这种情况。此 CMV 会损坏其余电子设备。例如，位于串联堆顶部的单个电池单元的电压。传感器可能会无意中连接到高压电源甚至交流线路。这不仅会损坏电子设备，还会使用户处于危险之中。传感器可能会无意中连接到高压电源甚至交流线路。这不仅会损坏电子设备，还会使用户处于危险之中。幸运的是，有实现模拟传感器隔离的可行选项，可提供从数十伏到数千伏的低级和高级隔离。后者在 EV/HEV 等大众市场应用中是必需的，而且通常是为了满足监管安全要求。提供隔离的三种最常见方法使用磁性、光学和电容技术，每种方法的额定电压都 >1000 V 或更高。幸运的是，有实现模拟传感器隔离的可行选项，可提供从数十伏到数千伏的低级和高级隔离。