Изолированный контроллер переключения защищает источники питания с напряжением до 1000 В

Linear Technology расширила линейку устройств своего семейства μModule, добавив в нее универсальный изолированный контроллер переключения LTM9100, предназначенный для построения схем управления и защиты высоковольтных источников питания с постоянным напряжением до 1000 В. Источникам высокого напряжения, используемым в промышленных, телекоммуникационных, авиационных и медицинских приложениях, требуются контролируемое включение и надежная изоляция, обеспечивающая защиту схемы управления, безопасность оператора и разрыв земляных контуров. Альтернативные решения, основанные на реле или дискретных компонентах, громоздки, сложны и не отвечают стандартам безопасности. Объединив в компактном корпусе BGA всю необходимую функциональность, включая изолированное питание и цифровую телеметрию, инновационный модуль LTM9100 сокращает время разработки, упрощает сертификацию и экономит площадь печатной платы.

Цифровой интерфейс модуля LTM9100 отделяется от контроллера переключения внутренним гальваническим барьером с напряжением изоляции 5 кВ с.к.з. Чтобы гарантировать надежность изолирующего барьера, все модули проходят стопроцентный выходной контроль при напряжении 6 кВ с.к.з. Кроме того, ожидается подтверждение соответствия прибора международному стандарту безопасности UL 1577, что сэкономит разработчикам оборудования не один месяц времени, необходимого для прохождения процедуры сертификации. Доступ через интерфейс I²C/SMBus к результатам изолированных цифровых измерений тока нагрузки, напряжения и температуры позволяет контролировать мощность и энергию в шинах высокого напряжения.

Изолированный драйвер коммутатора нагрузки, включенной в верхнее плечо.

Благодаря наличию встроенной изоляции, LTM9100 легко конфигурируется для управления ключами верхнего и нижнего плеча (с замыканием тока нагрузки через землю), а также для использования в плавающих приложениях. Мягкое включение нагрузки минимизирует броски пускового тока, а прерыватель цепи со схемой ограничения тока защищает источник от перегрузки и коротких замыканий. Модуль LTM9100 достаточно универсален для того, чтобы поддерживать горячую замену плат, управлять трансформаторами переменного тока, драйверами двигателей и индуктивными нагрузками. Регулируемые пороги блокировки при недостаточном и повышенном напряжении гарантируют, что нагрузка будет подключена только тогда, когда источник входного питания работает в штатном режиме. Для питания изолированной цепи управления коммутатором нагрузки в модуль интегрирован законченный DC/DC преобразователь с силовой индуктивностью.

Осциллограммы сигналов при мягком подключении к нагрузке напряжения 270 В.

Рассчитанные на работу в температурном диапазоне от −40 °C до 105 °C модули LTM9100 выпускаются в корпусах BGA с размерами 22 мм × 9 мм × 5.16 мм и длиной пути утечки между управляющей и изолированной сторонами корпуса равной 14.6 мм. В партиях из 1000 драйверов цена одного прибора начинается от $19.45. Образцы устройства и платы оценочных схем можно приобрести в местных офисах продаж Linear Technology.

Сводка основных характеристик LTM9100

• Управляет ключом на N-канальном MOSFET или IGBT;
• Гальванически изолированное управление ключом:
  • Выдерживает напряжение 5 кВ с.к.з. в течение 1 мин (ожидание получения сертификата соответствия стандарту безопасности UL 1577);
  • Продолжительная работа при напряжении 690 В с.к.з. (1000 В DC);
  • Устойчивость к синфазным помехам со скоростью нарастания свыше 30 кВ/мкс;
  • Устойчивость изолирующего барьера к электростатическим разрядам до ±20 кВ (при воздействии модели человеческого тела);
• 10-битный АЦП для измерений тока нагрузки и двух входных напряжений;
• Интерфейс I²C/SMBus для конфигурирования схемы и считывания данных;
• Внешняя регулировка характеристики мягкого запуска и порога разрыва цепи;
• Внутренний изолированный DC/DC источник питания;
• Блокировка при повышенном и пониженном напряжении;
• Независимое питание логических цепей напряжением от 3 В до 5.5 В;
• Ток потребления в дежурном режиме менее 10 мкА;
• Выходы сигналов «Авария» и «Питание в норме»;
• Корпус BGA с размерами 22 мм × 9 мм × 5.16 мм и длиной пути утечки по корпусу 14.6 мм.