隔離式數(shù)字信號耦合器可傳輸30ns至DC

一對MOSFET驅(qū)動器IC和一個(gè)鐵氧體磁珠變壓器的非正統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)生了一個(gè)單通道、隔離的數(shù)字信號耦合器。

光耦合器是在不同接地電平隔離電路之間耦合數(shù)字信號的常用選擇。然而，光耦合器也有缺點(diǎn)。它們最重要的參數(shù)，電流傳輸和傳播時(shí)間，隨著年齡的增長而變化。它們的靜態(tài)功耗相對較高，對于大多數(shù)類型，速度有限。

圖1是光耦合器設(shè)計(jì)的替代方案。這種非正統(tǒng)的方法提供非常低的I/O電容（小于0.5pF），靜態(tài)功耗為零，傳播時(shí)間約為10ns，脈寬傳輸能力范圍為30ns至DC。該磁耦合電路利用了兩個(gè)MOSFET驅(qū)動器IC（MAX5048A）輸入端的邏輯結(jié)構(gòu)，以及這些IC的快速匹配傳播時(shí)間。

圖1.這種用于數(shù)字信號的磁耦合電路是光耦合器設(shè)計(jì)的替代方案。

除了MAX5048驅(qū)動器的10ns傳播時(shí)間外，由于高邊觸發(fā)器柵極，還有10ns的傳播時(shí)間。通過使用更快的邏輯可以減少10ns。I/O絕緣柵的擊穿電壓僅取決于用作磁耦合器和電路板結(jié)構(gòu)的鐵氧體磁珠變壓器的絕緣。此外，通過改變單圈磁耦合器中使用的導(dǎo)線絕緣，可以將該電壓提高到幾kV。

磁耦合器是一個(gè)鐵氧體磁珠（外徑3.5mm、內(nèi)徑1.3mm和高度3.25mm）變壓器，有兩個(gè)繞組，每個(gè)繞組一個(gè)匝。I/O電容非常?。s0.3 pF），同樣，僅取決于變壓器、電路板設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)。

示波器照片顯示了50ns負(fù)輸入脈沖（圖2）和50ns正輸入脈沖（圖3）的傳播延遲，以及相關(guān)的輸入和輸出信號。

圖2.這些波形顯示了圖1中電路的負(fù)脈沖輸入的傳播延遲（約25ns）。

通道 1 = 輸入信號

通道 2 = A 側(cè)線圈驅(qū)動器

通道 3 = B 側(cè)線圈驅(qū)動器

通道 4 = 柵極觸發(fā)器的輸出

圖3.這些波形顯示了圖1中電路的正脈沖輸入的傳播延遲（也約為25ns）。

通道 1 = 輸入信號

通道 2 = A 側(cè)線圈驅(qū)動器

通道 3 = B 側(cè)線圈驅(qū)動器

通道 4 = 柵極觸發(fā)器的輸出

與光耦合器電路不同，磁耦合器設(shè)計(jì)的初始輸出狀態(tài)在任一極性的第一個(gè)輸入信號躍遷發(fā)生之前才能確定。此后，隔離輸出遵循輸入狀態(tài)。輸入信號上升和下降時(shí)間必須很快（<10ns）。

審核編輯：郭婷