一、無磁芯變壓器原理
無磁芯變壓器技術(shù)使用半導(dǎo)體制造工藝來集成一個(gè)由金屬螺旋線和氧化硅絕緣材料組成的變壓器,其主要思想就是在IC內(nèi)集成變壓器的兩個(gè)繞組,如圖3所示。變壓器可以安置在接收器芯片上,也可以安置在傳輸芯片上,但功能是不變的。離散變壓器需要磁芯產(chǎn)生磁通量,繞組在IC內(nèi)需要放置的足夠緊密來保護(hù)磁芯。
無磁芯變壓器原理:
由于繞組的設(shè)計(jì)和大小,耦合能力可能減小到很低,在輸入和輸出之間的總?cè)萘坑煽蚣艿拇笮】刂?。一個(gè)好的繞組設(shè)計(jì)可使它不受外界磁場的影響。根據(jù)EN50178,為保證工作電壓達(dá)到890V的應(yīng)用的安全隔離,繞組之間的隔離需要能承受6kV的電壓。
氧化硅絕緣材料是IC中常用的隔離材料,只要使用適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)技術(shù)就可以做到足夠的厚度。另外,可以采用具有較強(qiáng)集成邏輯能力的技術(shù)來支持無磁芯變壓器的應(yīng)用。當(dāng)變壓器傳送脈沖信號,還需要接收電路。接收電路也可以像繞組一樣很容易的集成在同一個(gè)芯片內(nèi)。接收電路連接在次級繞組上,它的作用是把變壓器發(fā)出的信號解碼。這些信號由位于不同芯片上的激勵(lì)電路產(chǎn)生。激勵(lì)電路由兩根導(dǎo)線連接到變壓器的初級繞組上。
二、信號傳輸
脈沖變壓器通常要求允許快速和穩(wěn)定通信的信號協(xié)議。無磁芯變壓器初級與次級繞組的脈沖延遲需少于10ns。建立較好的基本速度,特別是延遲不會(huì)隨時(shí)間或溫度的變化而降級。由于繞組產(chǎn)生磁場并且瞬間達(dá)到50kV/μs,因此不會(huì)對傳輸產(chǎn)生影響。為了不產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn),使用串聯(lián)模式能很容易的實(shí)現(xiàn)接收電路的共模抑制濾波。類似地智能錯(cuò)誤檢測也可集成在激勵(lì)電路內(nèi),在檢測到錯(cuò)誤的情況下能糾正信號。帶有編碼,解碼和濾波的無磁芯變壓器的總延遲時(shí)間大約為50ns。
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