Blog de la compañía Reciclar producto de aislamiento ADI: Aisladores de datos, ADC aislados, controladores de puerta aislados

Reciclar el producto de aislamiento ADI: aisladores de datos, ADC aislados, controladores de puertas aisladas

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I. Aisladores de datos: puente seguro para la transmisión de señales entre los dominios de alta y baja tensión

Los aisladores de datos son componentes fundamentales para transmitir señales digitales y analógicas a través de barreras de aislamiento.Su función principal es garantizar una transmisión de señal precisa sin comprometer el aislamiento eléctrico, mientras que al mismo tiempo rompe el circuito de corriente entre los dominios de alto y bajo voltaje.Esto evita que las fallas en el lado de alto voltaje dañen los circuitos de control de bajo voltaje y suprime eficazmente la interferencia de ruido de modo comúnLos aisladores de datos ADI se basan en la tecnología de aislamiento magnético iCoupler®.en lugar de utilizar micro-transformadores a nivel de chip para lograr el acoplamiento de señalesEsto resuelve fundamentalmente los puntos débiles asociados con los optoacopladores, como la deriva de temperatura significativa, el alto retraso de transmisión y la corta vida útil.

1Tecnología básica y características del producto

La tecnología iCoupler® de ADI® integra múltiples micro-transformadores en un solo chip y utiliza el principio de inducción electromagnética para transmitir señales.eliminando la necesidad de componentes optoelectrónicos externosOfrece las siguientes ventajas fundamentales: en primer lugar, un excelente rendimiento de aislamiento, proporcionando un voltaje de aislamiento de hasta 7,5 kV RMS,con distancias de deslizamiento que cumplan con las normas internacionales de seguridad, como UL, CSA y VDE, lo que lo hace adecuado para entornos industriales de alto voltaje; en segundo lugar, un rendimiento de transmisión excepcional,con aisladores digitales que alcanzan velocidades de datos de varios Gbps y latencias tan bajas como el rango de nanosegundos, mientras que los aisladores analógicos garantizan un error no lineal y una deriva de temperatura extremadamente bajos, lo que garantiza la precisión de la transmisión de la señal; en tercer lugar, una alta fiabilidad, sin problemas de desintegración de la luz,con una temperatura de funcionamiento de ¥40 °C a 125 °C,, y una vida útil muy superior a la de los optoacopladores, lo que los hace adecuados para escenarios industriales que requieren un funcionamiento continuo a largo plazo.ciertos modelos incorporan múltiples canales de aislamiento y funciones de aislamiento de potencia, simplificando el diseño de circuitos y reduciendo la huella de PCB.

2Productos típicos y escenarios de aplicación

Los aisladores de datos de ADI abarcan múltiples categorías, incluidos el aislamiento digital, analógico y de potencia, para satisfacer los requisitos de diferentes tipos de señal y necesidades de transmisión.el aislador digital de cuatro canales de la serie ADuM1400, alojado en un paquete SOIC de cuerpo estrecho de 16 pines, proporciona un voltaje de aislamiento RMS de 3 kV, admite velocidades de datos de hasta 100 Mbps y ofrece una alta inmunidad transitoria de modo común de 25 kV/μs.Es adecuado para el aislamiento de señales digitales en aplicaciones como las comunicaciones industriales, control del motor y gestión de la potencia; la serie ADuM7223, por su parte, integra tanto las funciones de aislamiento de la unidad como las de aislamiento de la señal, equilibrando los requisitos de transmisión de la señal y de potencia de la unidad,y se utiliza ampliamente en el control de circuitos de medio puente.

En aplicaciones prácticas, los aisladores de datos se pueden utilizar para el aislamiento de señales en sistemas industriales de buses de campo (como Modbus y CAN),evitar que las interferencias electromagnéticas fuertes en entornos industriales afecten la estabilidad de la comunicación; en el equipo médico, pueden proporcionar aislamiento eléctrico entre el dispositivo y las partes en contacto con el cuerpo humano, garantizando la seguridad del paciente;en los sistemas de gestión de baterías (BMS) de los vehículos de nueva energía, se utilizan para aislar las señales de adquisición de voltaje de las celdas de la batería del circuito de control principal, evitando los riesgos de seguridad causados por fallas de la batería de alto voltaje.

II. ADC aislados: una solución integrada para la adquisición y el aislamiento de señales analógicas

En aplicaciones como la medición industrial, el monitoreo de la potencia y la instrumentación de precisión, a menudo es necesario adquirir señales analógicas (como voltaje,corriente y temperatura) desde el lado de alta tensión, garantizando al mismo tiempo el aislamiento eléctrico entre el circuito de adquisición y el circuito de control principal para garantizar la seguridad del sistema y la precisión de las mediciones.Los ADC aislados integran tres funciones clave: el acondicionamiento de señal analógica, conversión analógica a digital y aislamiento eléctrico, por lo que son la opción ideal para este tipo de escenarios.Los ADC aislados ADI® combinan tecnología ADC de alta precisión con tecnología de aislamiento magnético iCoupler® para lograr una integración perfecta de la adquisición y aislamiento de señales analógicas, ofreciendo una alta precisión, aislamiento y fiabilidad.

1Tecnología básica y características del producto

La principal ventaja de los ADC aislados de ADI se encuentra en su diseño integrado que combina la adquisición de alta precisión y el aislamiento de alta fiabilidad.Se emplean arquitecturas ADC como moduladores Σ-Δ de alto rendimiento y registros de aproximación sucesivos (SAR)., soportando resoluciones altas como 16-bit y 24-bit. Estos cuentan con bajo ruido, bajo desplazamiento y baja no linealidad, lo que permite la adquisición precisa de señales a nivel de microvolt;La tecnología iCoupler® permite la transmisión aislada de señales analógicas o digitalesAlgunos modelos emplean una arquitectura de aislamiento digital, mediante la cual la señal analógica se convierte primero en una señal digital antes de ser transmitida a través de un canal aislado.mejora aún más la inmunidad a las interferencias y la estabilidad de la transmisión.

Además, estos productos cuentan con un amplio rango de entrada, lo que les permite adquirir directamente señales de gran tamaño desde el lado de alto voltaje sin necesidad de circuitos adicionales de acondicionamiento de la señal;Ofrecen un alto grado de integración, con algunos modelos que incorporan fuentes de alimentación aisladas y fuentes de voltaje de referencia incorporadas, simplificando así el diseño del sistema; admiten múltiples interfaces (como SPI e I2C),facilitando la interfaz con los microcontroladores (MCU) y los procesadores de señales digitales (DSP)Además, los productos han obtenido certificaciones internacionales de seguridad, con voltajes de aislamiento que alcanzan 5 kV RMS o más.que cumplen los requisitos de seguridad de las aplicaciones industriales de alto voltaje.

2Productos típicos y escenarios de aplicación

El AD7403 es un modulador Σ-Δ aislado típico de ADI, que integra el aislamiento digital en el chip.Convierte y aisla las señales de entrada analógicas en un flujo de datos de un solo bit de alta velocidad, por lo que es adecuado para sistemas de adquisición de datos de alta precisión; la serie AD7606B de ADC de muestreo síncrono de 8 canales, disponible en una versión aislada,ofrece una resolución de 16 bits y tasas de muestreo de hasta 200 kSPSCon circuitos de protección de entrada incorporados, son adecuados para el monitoreo de tensión y corriente trifásica en sistemas de energía, así como para la adquisición de señales multicanal en equipos industriales.

En el ámbito de la supervisión de la potencia, los ADC aislados pueden utilizarse para la adquisición de corriente y voltaje en redes eléctricas de alto voltaje,permitir el seguimiento en tiempo real y la transmisión aislada de los parámetros de la red para garantizar la seguridad de los sistemas de seguimiento; en la automatización industrial, se utilizan para la adquisición de señales de sensores (como presión y desplazamiento) de equipos como máquinas herramienta y robots,aislar las fuertes interferencias electromagnéticas de los entornos industriales para mejorar la precisión de las medicionesEn el sector de la nueva energía, se utilizan para el muestreo de corriente en inversores fotovoltaicos y convertidores de energía eólica, lo que permite el monitoreo de la potencia y la protección aislada.

III. Conductores de puertas aislados: el núcleo de unidad confiable para dispositivos semiconductores de potencia

En los circuitos de electrónica de potencia, los dispositivos de semiconductores de potencia como IGBT y MOSFET requieren controladores de puerta dedicados para proporcionar una corriente de accionamiento suficiente y un voltaje de accionamiento adecuado.para evitar daños en los circuitos del lado de control de bajo voltaje causados por altos voltajes en el lado de potenciaLos controladores de puertas aislados de ADI, basados en la tecnología de aislamiento magnético iCoupler®, están diseñados específicamente para conducir dispositivos de potencia.Disponer de una capacidad de conducción elevada, alto rendimiento de aislamiento, tiempos de respuesta rápidos y funciones de protección integrales, son componentes centrales de los sistemas de electrónica de potencia.

1Tecnología básica y características del producto

Los controladores de puertas aisladas de ADI adoptan un diseño integrado de "conducción aislada + protección", que ofrece distintas ventajas fundamentales.con corrientes de salida máximas que alcanzan varios amperes, que permite la carga y descarga rápidas de la capacitancia de la puerta en los dispositivos de energía, lo que facilita la rápida activación y apagada de los dispositivos de energía, reduciendo así las pérdidas de conmutación;ofrecen un excelente rendimiento de aislamiento; basados en la tecnología iCoupler®, proporcionan un voltaje de aislamiento de hasta 5,7 kV RMS,con una distancia de deslizamiento que cumpla con las normas industriales de alto voltaje y una inmunidad transitoria de modo común superior a 25 kV/μs, que permiten un funcionamiento estable en entornos con fuertes interferencias electromagnéticas; en tercer lugar, cuentan con tiempos de respuesta rápidos, bajos retrasos de propagación y velocidades de conmutación rápidas,que cumplen los requisitos de accionamiento de los circuitos electrónicos de potencia de alta frecuenciaEn cuarto lugar, funciones integrales de protección: la mayoría de los modelos integran protección contra sobrecorriente, bloqueo bajo voltaje y sujeción Miller.permitir la supervisión en tiempo real del estado de funcionamiento del dispositivo de potencia y el apagado rápido en caso de avería, salvaguardando así tanto los dispositivos de potencia como el sistema.

Además, algunos modelos incorporan un convertidor DC-DC aislado, que proporciona fuentes de alimentación aisladas tanto para el circuito del conductor como para los dispositivos de alimentación simultáneamente,simplificando aún más el diseño del circuito- soportan diversas arquitecturas, incluidas las de un solo canal y las de dos canales (conducción de medio puente), para adaptarse a diferentes topologías de potencia,ofreciendo opciones de embalaje flexibles para satisfacer los requisitos de instalación en diversos escenarios.

2Productos típicos y escenarios de aplicación

El ADuM4177 es un controlador de puertas aislado de alto rendimiento de ADI, que ofrece un voltaje de aislamiento RMS de 5,7 kV. Está alojado en un paquete SOIC de cuerpo ancho de 28 pines con una distancia de arrastramiento de 8,3 mm,con un contenido de aluminio superior a 10%, pero no superior a 50%La serie ADuM4223 de conductores de puertas de medio puente aislados de 4 A proporciona salidas independientes de lado alto y bajo, soportando voltajes de aislamiento de 3 kV RMS (ADuM3223) y 5 kV RMS (ADuM4223).Con funciones integradas de sujeción de Miller y detección de fallos, se utilizan ampliamente en inversores de medio puente y circuitos de accionamiento del motor; La serie ADuM5230 integra un convertidor DC-DC aislado,lograr un doble aislamiento entre la señal de transmisión y la fuente de alimentación, simplificando así el diseño del sistema de alimentación.

En el sector de los vehículos de nueva energía, los conductores de puertas aislados se utilizan para conducir los dispositivos de potencia de los controladores de motor, cargadores integrados (OBC) y convertidores CC-CC,garantizar el aislamiento seguro de los circuitos de alta tensión de los circuitos de control de baja tensiónEn las fuentes de alimentación industriales, se utilizan en los circuitos de conversión de potencia de los sistemas UPS, las unidades de frecuencia variable y las servoacciones, mejorando la eficiencia y fiabilidad de la fuente de alimentación.;En los nuevos sectores de generación de energía, como la energía fotovoltaica y eólica, se utilizan para impulsar dispositivos de potencia en inversores, lo que permite la conversión y transmisión eficientes de energía eléctrica.