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设计适合工业、电信和医疗应用的鲁棒隔离式I2C/PMBus数据接口

2020-03-14 08:04:09      点击:
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工业和仪器仪表(I&I)、电信以及医疗应用的一个关键要求便是用于传输数据的可靠接口。I2C总线是一种双线制双向总线,用于集成电路之间的低速、短距离通信。I2C是由飞利浦公司于20世纪80年代早期为单个电路板上的IC开发,其应用依然在不断增长。电源管理总线(PMBus)是一种速度相对较慢的双线式通信协议,该协议基于I2C,可针对电源进行数字管理。PMBus协议定义了一种开放标准数字电源管理协议,能为与电源转换器或其他连接器件通信提供便利。

图1显示隔离栅如何在I2C接口和与该接口相连的每个系统之间提供电流隔离,既允许在两点之间传输数字数据,又可防止接地电流流过;这样可以消除耦合到通信总线上的噪声,从而降低信号失真和误差。

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图1 隔离功能

电信应用中使用的PCB通常集成数字控制电源转换器以及工作在不同地电位的电路。为确保实现无差错的卡片插入/移除操作以及鲁棒的工作性能,必须隔离每一个接口;但I2C接口隔离很复杂,因为总线是双向的。光耦合器就没有这样的要求,因为它是单向的。图2显示PMBus通信链路,该链路可将原边上的ADM1075(48V热插拔)以及数字电源监控器与副边相隔离,它采用12V和3.3V电源供电。ADM3260双通道I2C隔离器集成DC-DC转换器,可隔离SDA和SCL信号。其隔离电源(3.3Vhttp://www.ruishen.net/大电流功率电感_ISO)为ADuM3200双通道数字隔离器供电,后者可用来隔离SHDN和RESTART信号。

由于在低压域中,原边参考-48V而副边参考地,因此需进行隔离。如果I2C端口不小心直接连接48V电源,那么隔离可以防止器件永久性受损。隔离还能提供针对线路浪涌或接地环路产生的高压或高电流的保护—&