česky english Vítejte, dnes je úterý 05. březen 2024

Oddělení je fyzickému spoji nadřazeno. Stejně jako čtyři kanály dvěma

DPS 1/2024 | Články
Autor: Ing. Jan Robenek
úvod.png

Když jsme na stránkách DPS Elektronika od A do Z nedávno představovali novinky od společnosti Infineon Technologies, oddělovací prvky rodiny ISOFACE™, měly obvody, pro které se vžilo též označení „Digital Isolator“, sice k dispozici hned osm různých variant vhodných ke galvanickému oddělování číslicového signálu cestou miniaturních transformátorů, pokaždé je ale provázely „pouhé“ dva kanály. Výrobce slíbil, že to tak rozhodně nenechá a zamyslí se i nad provozem v ještě náročnějších podmínkách. Podívejte se, jak své slovo dodržel.

V průmyslu, ale i na kolech

Moderní elektronické systémy se v průmyslových aplikacích nebo i automobilech neobejdou bez robustní, efektivní a také precizně vyřešené datové komunikace. Jedině tak lze totiž zaručit optimální vlastnosti celého systému. Svým dílem zde aktuálně přispějí též oddělovací prvky ISOFACE™ z dílny Infineon Technologies, vybavené nově hned čtyřmi kanály. Vývojáři mohou přitom vybírat ze dvou kategorií. Rodinu integrovaných obvodů 4DIRx4xxHA provází „nálepka“ AEC-Q100, takže se budou skvěle hodit pro systémy palubního nabíjení (OBC), řízení baterií (BMS), střídače nebo např. oblast řízení motorů. Varianty skupiny 4DIRx4xxH jsou zase poplatně požadavkům JEDEC určeny do průmyslových aplikací. Ve výčtu zde nesmí chybět obnovitelné zdroje energie, servery, telekomunikační technika, spínané zdroje napájení SMPS, průmyslová automatizace nebo např. izolovaná rozhraní SPI.

Spolehlivé součástky zde obdržíme v pouzdrech typu PG-DSO-16 se širokým tělem o velikosti 10,3 x 10,3 mm, kdy oddělovače dále počítají s napájecím rozsahem od 2,7 V až do 6,5 V. Ani to však neznamená, že by měly pracovat s nízkou účinností. Při rychlosti dosahující až jednoho megabitu za vteřinu, napájení ze zdroje 3,3 V a zatěžovací kapacitě 15 pF výrobce např. stanovuje strop v podobě proudového odběru 1,6 mA na kanál. Přenosová rychlost se jinak může vyšplhat až k maximu v podobě 40 Mb/s. To ale není vše. Díky technologii bezjádrových transformátorů CT firmy Infineon lze zajistit vysokou odolnost vůči systémovému rušení, kdy dokumentace uvádí CMTI (common mode transient immunity) převyšující 100 kV/µs, resp. napětí VISO na úrovni 5700 VRMS.

K tomu si dále přičtěte i zcela běžné teplotní extrémy odpovídající provozu od -40 °C až do +125 °C. Vývodově kompatibilní izolační strukturu a následně též připojené chráněné obvody nesmí ani tak ohrozit napěťové špičky, elektromagnetické interference (EMI), elektrostatické výboje (ESD) nebo další všudypřítomná rušení. Samostatnou skupinu pak tvoří precizní vlastnosti sledované na časové ose, pokud jde o prodlevu (propagation delay, typ. 26 ns) nebo např. minimální odchylky mezi jednotlivými kanály, takže se nám snižuje riziko zkreslení signálu a integrita dat bude zachována ještě lépe. Sluší se zmínit i různé certifikace, ať již na úrovni součástek, či systému, třeba VDE0884-17, UL1577 nebo IEC 60747-17. Konfigurace jsou jinak zcela běžné, tedy ve smyslu kanálů orientovaných jako 4 + 0, 3 + 1 nebo 2 + 2. Vývojáři si rovněž volí spolehlivé výchozí stavy výstupu s nízkou či vysokou úrovní a na výběr zde dává i sloupec „output enable“, třeba s ohledem na zmiňovanou sdílenou sběrnici SPI. Na obrázku pak vidíme příklad možného využití obvodů 4DIR1400H (3+1) v AC/DC zdrojích PSU pro serverové aplikace.

Odkazy:

[1] https://www.infineon.com/cms/en/about-infineon/press/market-news/2023/INFPSS202311-020.html