隔离型μModule电源转换器改善了信号测量准确度

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，所留的余量极校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 9 x 11.25 x 4.92mm BGA 封装之中，只需极少的外部组件 (图 3)。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。

图 3：LTM8048 的典型应用

结论

对于保护由 ADC 转换器、基准、放大器和换能器组成的低功率传感器单元及保持其准确度而言，隔离型电源被证实是一种行之有效方法，否则它们的性能将会受到不利的影响。利用传感器单元进行正确和可靠的数据采集对于控制系统的操作至关重要。在大多数场合，使用最新组件的整个传感器单元仅消耗不到 1W 的功率。尽管传统的低功率电流隔离型 DC/DC 转换器提供了值得信赖且有效的势垒，但它们在输入电压范围、输出电压范围、最大工作温度和尺寸等方面却存在不足。作为一种紧凑的表面贴装型解决方案，一款新的 1.5W μModule 隔离型转换器通过改进输入电压范围、输出电压范围和工作温度等指标拓展了应用的可能性。此外，所有的μModule 电源产品均凭借大量的可靠性测试提供支持，测试结果可在线查询。对于那些正在寻求 725VDC 隔离型 DC/DC 电源解决方案的设计工程师来说，如今他们有了一款更加灵活和紧凑的可选产品。

致谢

Brian Black：产品市场经理，信号调理产品部，凌力尔特公司

David Ng：设计经理，µModule 电源产品部，凌力尔特公司

Mark Thoren：应用经理，混合信号产品部，凌力尔特公司

Leo Chen：应用工程师，混合信号产品部，凌力尔特公司