ADI的iCoupler技術(shù)實(shí)現(xiàn)電磁爐和用戶接口的安全隔離
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圖5 匹配通道的傳播延遲是電源電壓的函數(shù)
（a）輸出電壓（b）輸入電壓
如上所述，ADuM1233提供了輸入電路和輸出電路之間以及兩個(gè)輸出電路之間真正的電流隔離。每個(gè)隔離輸出通道可以在與輸入電路電壓相差±700 V的電壓下工作，因此支持低端電源的負(fù)電壓（圖4中的-HV）。高端電源軌和低端電源軌（+HV和-HV）之間的電壓差必須不大于700 V，這與電磁爐使用的典型電壓軌兼容。
使用iCoupler技術(shù)隔離用戶接口
如果采用電容鍵盤(pán)，那么可以利用SPI（Motorola公司提出的串行外圍接口）或者I2C（集成電路間總線，飛利浦半導(dǎo)體公司的注冊(cè)商標(biāo)）串聯(lián)實(shí)現(xiàn)微控制器和ADI公司的AD7147或AD7148電容鍵盤(pán)控制器之間的接口。雙向I2C?接口通常用于數(shù)據(jù)速率相對(duì)低的短程通信，在這些應(yīng)用中，低成本是關(guān)鍵因素，而I2C僅使用兩個(gè)雙向連接線就可滿足低成本要求。但是，如果采用光耦合器隔離I2C總線，由于光耦合器是單向的，不能處理雙向信號(hào)，那么這一低成本的優(yōu)點(diǎn)是不起作用的。因?yàn)楸仨殞2C總線每個(gè)連接線上的傳送信號(hào)和接收信號(hào)進(jìn)行隔離，因此就要使用四個(gè)光耦合器來(lái)隔離四條連接線。此外，還需要使用專用的緩沖器消除隔離接口中的鎖定和毛刺信號(hào)，這些額外的元件增加了成本和復(fù)雜度，并且占用了較大的電路板面積。
iCoupler技術(shù)實(shí)現(xiàn)的集成隔離解決方案以較低的成本降低了電路板尺寸要求和設(shè)計(jì)復(fù)雜度。圖6所示的ADuM1250和ADuM1251實(shí)現(xiàn)了真正的雙向隔離，并且集成了用于消除毛刺信號(hào)和鎖定的緩沖器。這種高度集成的解決方案僅需兩個(gè)旁路電容和兩對(duì)上拉電阻（I2C標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定），并且能夠以較低的成本提供I2C接口。有關(guān)這些器件的使用細(xì)節(jié)，請(qǐng)參考應(yīng)用筆記AN-913“PC接口隔離”。
圖6 熱插拔雙向I2C隔離器ADuM1250
檢測(cè)電磁爐上是否存在鍋是十分重要的。IGBT必須管理連接到其集電極（+HV）的高壓軌。使用電阻分壓器對(duì)該高壓信號(hào)采樣，將信號(hào)發(fā)送到微控制器，以檢測(cè)IGBT集電極處電壓的任何變化。如果用戶選定了加熱等級(jí)并且將鍋放置在電磁爐上，那么由此導(dǎo)致的電能傳輸和電流尖峰將使集電極處的電壓變化，并且引起電阻分壓器輸出端處的電壓變化。在將鍋從電磁爐上拿開(kāi)時(shí)，這些變化將以相反的方向發(fā)生。因此，通過(guò)比較電壓變化與固定閾值，例如ADI公司的ADCMP3xx系列比較器，就可以檢測(cè)電磁爐上是否存在鍋。如果沒(méi)有檢測(cè)到，那么將中斷發(fā)送到微控制器，微控制器調(diào)節(jié)PWM的頻率直至IGBT停止向電感元件提供電流，在用戶忘記關(guān)閉電磁爐時(shí)，這一特性提供了額外的安全保護(hù)。
結(jié)論
電磁爐技術(shù)是ADI公司iCoupler數(shù)字隔離器件眾多應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例。如今iCoupler全系列產(chǎn)品可用于通用數(shù)字隔離應(yīng)用和專用應(yīng)用。產(chǎn)品選型表中列出了某些實(shí)例。欲了解iCoupler技術(shù)的更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)www.analog.com/iCoupler。
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