如何在我们的工业系统中使用隔离式 LVDS 进行设计
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如我们所知,隔离的应用范围很广:保护操作人员和低压电路免受高压影响,提高对噪声的鲁棒性,以及处理通信子系统之间的接地电位差。市场上存在大量隔离产品:数字隔离器、隔离控制器局域网 (CAN) 和 RS-485 收发器、隔离放大器和调制器、隔离栅极驱动器和隔离电源。这篇文章是关于添加到隔离产品中的产品- 隔离低压差分信号 (LVDS) 设备,或隔离 LVDS。LVDS(低电压差分信号)是一种高速点到点应用通信标准,M-LVDS(多点LVDS)则是一种面向多点应用的类似标准。LVDS和M-LVDS同时提供远距离数字接口,通过电气互连实现串行通信。
我整理了这个关于隔离 LVDS 设备的问答,以及它们可以为我们的应用做什么。
问:什么是隔离 LVDS?
答:隔离式 LVDS 是一种可以通话和听到日常差分低电压的设备,但其核心是一个很好的老式数字隔离器。参见图 1。
图 1:位于隔离 LVDS 缓冲器核心的数字隔离器
问:为什么要使用隔离式 LVDS?
A:嗯,有时你必须这样做。如果我们要隔离两个子系统,需要在它们之间传输高速数据,并且该数据需要通过长走线、连接器或电缆在两块板之间传输,那么我们就不能使用常规数字隔离器。它们会占用过多的功率,发出过多的辐射,并且远端的眼图将无法查看。从字面上看,互补金属氧化物半导体 (CMOS) 不会带我们走多远。答案?隔离 LVDS。
问:我们可以在哪些应用中使用隔离式 LVDS?
答:电机驱动就是一个典型的例子。越来越多的驱动器在电源板上包含一个用于本地处理的控制器(如图 2 所示)。通常,许多控制和反馈信号的集合需要传输到低压侧的主控制器 - 在不同的板上。隔离的 LVDS 设备可以管理数据泛滥。
其他应用包括测试和测量以及大功率太阳能逆变器。
图 2:电机驱动应用中的隔离 LVDS
问:隔离式 LVDS 产品的规格有哪些?
A:首先当然是隔离性能。根据应用,可能需要加强、基本或功能隔离。对于电机驱动应用,隔离式 LVDS 对保护性隔离至关重要。隔离要求可能非常高,并且与驱动器的交流线路电压成正比。其他感兴趣的规格包括低功耗、低辐射、高抗噪性、高数据速率以及低传播延迟和偏差。这些其他优势是 LVDS 信号所固有的,但核心的数字隔离器也具有这些卓越的优点,这一点很重要。
在开始使用隔离式 LVDS 进行设计之前,请查看ISO7821LLS、ISO7821LL和ISO7820LL LVDS 缓冲器。这些缓冲器适用于非常高的电压应用,包含高达 2kV RMS工作电压、12.8 kV 浪涌和超宽封装选项的增强隔离。此外,凭借高达 150Mbps 的数据速率、极低的辐射以及在最大数据速率下仅消耗 10mA/通道的电流,这些器件发挥了 LVDS 操作的最佳优势。