μModule电源转换器改善了信号测量准确度

    图1：将敏感的数据转换器、放大器及基准的电源和

    地电压轨与其他大电流电源通路相隔离，可改善信号分辨率和可靠性。

    功率的正确平衡

    通过在可提供一个较干净和更稳定地电位系统的噪声大电流和低电流部分之间建立一个电势垒，隔离型电源转换器能够保持信号准确度。特别地，输出功率低于2W的隔离型DC/DC转换器可为由一个放大器、ADC、换能器及电压基准组成的一个或更多的传感器单元提供充足的功率（图2）。当隔离分区消耗的功率超过2W时，则有可能开始经受同样的接地环路问题，这首先要求采取电流隔离。不仅如此，随着隔离分区复杂性的增加，其内部的附加导线和PCB印制线对于电噪声发生源（例如：来自邻近电子线路的辐射EMI）变得愈发敏感。如果拥有一个由隔离势垒提供保护的稳定接地平面，传感器单元就能提供更加准确的读数，从而改善系统控制。甚至可以把准确度提高到允许利用较高分辨率ADC实现系统性能升级的地步。

    图2：一个由放大器、ADC、换能器和基准组成的

    传感器单元中每个组件的功耗范围。总功耗低于1W。

    传统隔离型转换器的局限性

    500VAC（约710VDC）隔离所采用的传统电源转换器支持工业和商业应用的能力有限。其中许多电源转换器的最大内部工作温度为+85°C。把内部功率损失与封装热阻的影响考虑进去，当环境温度介于+50°C至+65°C之间时，传统转换器的输出功率可能就要开始降额使用了，所留的余量极小。虽然冷却系统可以提供一定的帮助，但又会带来其他的问题，涉及到成本、尺寸和可靠性（倘若风扇失灵）等诸多方面。其他的隔离型解决方案需要一个准确度为±10%的12V或24V输入，这与未调整电源或可用电压范围变化幅度达±12%至±14%的工业锂离子电池是不兼容的。虽然传统隔离型转换器可提供诸如3.3V和5V的常用固定输出电压，但对于外部3.3V或5V基准以及相似输出电压LDO后置稳压器的0.1V或更大的压差电压，它们均不具备任何与之相适应的灵活性。可通过实现后者（即LDO后置稳压器）来减小A/D转换器的输入电源纹波。随着控制系统变得日益复杂，需要采用额外的隔离传感器分区来支持数目更多的信号通道，以提供有关系统性能的深层信息。与此同时，由于板级空间十分有限，因而需要尺寸较小的解决方案（在较小的空间里集成更多的功能特性）。隔离型DC/DC电源转换器的新进展解决了上述问题。

    传统隔离型转换器的局限性：

    ?+85°C的最大内部工作温度限制了高温工业环境中的输出功率

    ?±10%的输入电源准确度要求导致无法采用未调整电源或者在使用寿命期间电压变化幅度达±14%的电池来工作

    ?在内部固定的输出电压不适应3.3V/5V输出电压基准及LDO后置稳压器的压差电压

    新型500VAC（约710VDC）隔离式转换器

    应对上述局限性的一种解决方案是LTM8048，这是一款725VDC隔离型μModule?电源转换器。作为一款节省空间的1.5W输出解决方案，LTM8048将电源开关、控制器、变压器和补偿电路内置于一个9x11.25x4.92mmBGA封装之中，只需极少的外部组件（图3）。pcb抄板与传统的隔离型电源解决方案相比，这款转换器在工作温度、输入和输出电压范围等指标上有所改进。额定功率为1.5W的LTM8048保证能在高达+125°C的内部温度条件下运作，可更好地适应工业和商业应用的工作环境，例如：自然资源输送基础设施、涡轮、电池管理和安保设备。3.1V至32V的宽输入电源电压范围允许LTM8048直接采用不太昂贵的未调整开关电源或各种各样的电池组来供电。而且，转换器的主端输入电压还可以高于、等于或低于副端上的期望输出电压。一个内部LDO负责提供介于1.2V至12V之间的任何输出电压，此电压可简单地通过在LTM8048的反馈引脚与副端地之间布设合适的电阻器进行调节。输出电压的纹波小于1mV，可为ADC和模拟传感器提供一个稳定的电源轨，从而实现更加准确和可重复的测量。适合500VAC（约750VDC）要求的内部725VDC电流隔离势垒经过了全面的生产测试，旨在提供有保证的电路保护。