Ograniczanie poziomu emisji elektromagnetycznej izolatorów cyfrowych

Izolatory cyfrowe to układy scalone zapewniające izolację galwaniczną obwodu. Mają wiele zalet - są łatwe w implementacji, mają niewielkie rozmiary, charakteryzują się również niskim zużyciem energii (szczególnie w porównaniu do optoizolatorów). Zastosowanie takiego rozwiązania wiąże się jednak ze wzrostem poziomu niepożądanej emisji elektromagnetycznej układu - warto zatem poznać metody minimalizacji tego negatywnego efektu.

Posłuchaj
00:00
Spis treści

Bezpośrednie i pojemnościowe połączenie z uziemieniem

Rys. 12. Odsunięcie okładek kondensatora od krawędzi płytki oraz zaokrąglenie krawędzi poszczególnych warstw znacząco zmniejsza ryzyko powstania uszkodzeń płytki

Jeden z obszarów podłączonych do izolatora cyfrowego (tzw. strona kontrolera lub strona "zimna") może być zazwyczaj bezpośrednio podłączony do obudowy (chassis) a przez nią do uziemienia ochronnego. Połączenie takie stwarza możliwość odprowadzenia prądów powrotnych, dzięki czemu ogranicza emisję energii elektromagnetycznej.

Masa obszaru izolowanego może być połączona z uziemieniem za pomocą kondensatora przeciwzakłóceniowego - jest to szczególnie rekomendowane w przypadku interfejsów komunikacyjnych, jak np. RS-485 oraz CAN. Takie pojemnościowe połączenie zapewni ścieżkę powrotną dla różnego typu zakłóceń generowanych w układzie (np. ESD) oraz ograniczy rozmiary niepożądanej pętli prądowej pomiędzy izolowanymi galwanicznie obszarami. Wykorzystanie bezpośredniego i pojemnościowego połączenia układu z uziemieniem przedstawiono na rysunku 13, na przykładzie aplikacji z izolowanym interfejsem RS-485.

Podsumowanie

Rys. 13. Bezpośrednie i pojemnościowe połączenie z uziemieniem w układzie z izolowanym interfejsem RS-485

Wykorzystanie izolatorów cyfrowych znacznie upraszcza konstrukcję urządzenia oraz zmniejsza wymagany rozmiar płytki drukowanej. Specyfika pracy tych elementów może powodować jednak znaczny wzrost niepożądanej emisji elektromagnetycznej całego układu w porównaniu do rozwiązań opartych na elementach dyskretnych.

Bardzo ważna jest zatem znajomość technik pozwalających obniżyć poziom emisji oraz właściwa ich implementacja w opracowywanym projekcie. Do podstawowych zabiegów należy filtracja zakłóceń, wykorzystanie sprzężenia pojemnościowego w celu zapewnienia ścieżki powrotnej dla prądów przepływających pomiędzy izolowanymi galwanicznie obszarami oraz ekranowanie wybranych obszarów.

Damian Tomaszewski

Spis treści
Powiązane treści
Porównanie właściwości optoizolatorów i izolatorów cyfrowych
Przekaźniki elektromagnetyczne zawsze są atrakcyjnym wyborem
Instytut Łączności zrealizuje projekt SI2PEM
Powstaną stacje monitoringu pola EM
Zobacz więcej w kategorii: Technika
Elektromechanika
Łączenie przewodów elektrycznych - przegląd dostępnych technologii zacisków
Mikrokontrolery i IoT
Dotykowe czujniki indukcyjne - nowy wymiar interfejsu HMI
Komunikacja
UWB w systemach RTLS
PCB
Projektowanie PCB z uwzględnieniem wymagań dla testów
Zasilanie
Sterowniki tranzystorów MOSFET w układach półmostkowych
Pomiary
Czym jest analog front-end (AFE)?
Zobacz więcej z tagiem: Mikrokontrolery i IoT
Gospodarka
Najmniejszy na świecie komputer z Intel Core 13. generacji – AAEON de next-RAP8 wkracza na rynek embedded
Technika
Dotykowe czujniki indukcyjne - nowy wymiar interfejsu HMI
Gospodarka
Infineon prezentuje SECORA ID V2 i eID-OS – nowe rozwiązania do nowoczesnych dokumentów tożsamości
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów