如何在我們的工業(yè)系統(tǒng)中使用隔離式 LVDS 進(jìn)行設(shè)計(jì)

如我們所知，隔離的應(yīng)用范圍很廣：保護(hù)操作人員和低壓電路免受高壓影響，提高對(duì)噪聲的魯棒性，以及處理通信子系統(tǒng)之間的接地電位差。市場(chǎng)上存在大量隔離產(chǎn)品：數(shù)字隔離器、隔離控制器局域網(wǎng) (CAN) 和 RS-485 收發(fā)器、隔離放大器和調(diào)制器、隔離柵極驅(qū)動(dòng)器和隔離電源。這篇文章是關(guān)于添加到隔離產(chǎn)品中的產(chǎn)品- 隔離低壓差分信號(hào) (LVDS) 設(shè)備，或隔離 LVDS。LVDS（低電壓差分信號(hào)）是一種高速點(diǎn)到點(diǎn)應(yīng)用通信標(biāo)準(zhǔn)，M-LVDS（多點(diǎn)LVDS）則是一種面向多點(diǎn)應(yīng)用的類似標(biāo)準(zhǔn)。LVDS和M-LVDS同時(shí)提供遠(yuǎn)距離數(shù)字接口，通過(guò)電氣互連實(shí)現(xiàn)串行通信。

我整理了這個(gè)關(guān)于隔離 LVDS 設(shè)備的問答，以及它們可以為我們的應(yīng)用做什么。

問：什么是隔離 LVDS？

答：隔離式 LVDS 是一種可以通話和聽到日常差分低電壓的設(shè)備，但其核心是一個(gè)很好的老式數(shù)字隔離器。參見圖 1。

圖 1：位于隔離 LVDS 緩沖器核心的數(shù)字隔離器

問：為什么要使用隔離式 LVDS？

A：嗯，有時(shí)你必須這樣做。如果我們要隔離兩個(gè)子系統(tǒng)，需要在它們之間傳輸高速數(shù)據(jù)，并且該數(shù)據(jù)需要通過(guò)長(zhǎng)走線、連接器或電纜在兩塊板之間傳輸，那么我們就不能使用常規(guī)數(shù)字隔離器。它們會(huì)占用過(guò)多的功率，發(fā)出過(guò)多的輻射，并且遠(yuǎn)端的眼圖將無(wú)法查看。從字面上看，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體 (CMOS) 不會(huì)帶我們走多遠(yuǎn)。答案？隔離 LVDS。

問：我們可以在哪些應(yīng)用中使用隔離式 LVDS？

答：電機(jī)驅(qū)動(dòng)就是一個(gè)典型的例子。越來(lái)越多的驅(qū)動(dòng)器在電源板上包含一個(gè)用于本地處理的控制器（如圖 2 所示）。通常，許多控制和反饋信號(hào)的集合需要傳輸?shù)降蛪簜?cè)的主控制器 - 在不同的板上。隔離的 LVDS 設(shè)備可以管理數(shù)據(jù)泛濫。

其他應(yīng)用包括測(cè)試和測(cè)量以及大功率太陽(yáng)能逆變器。

圖 2：電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中的隔離 LVDS

問：隔離式 LVDS 產(chǎn)品的規(guī)格有哪些？

A：首先當(dāng)然是隔離性能。根據(jù)應(yīng)用，可能需要加強(qiáng)、基本或功能隔離。對(duì)于電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用，隔離式 LVDS 對(duì)保護(hù)性隔離至關(guān)重要。隔離要求可能非常高，并且與驅(qū)動(dòng)器的交流線路電壓成正比。其他感興趣的規(guī)格包括低功耗、低輻射、高抗噪性、高數(shù)據(jù)速率以及低傳播延遲和偏差。這些其他優(yōu)勢(shì)是 LVDS 信號(hào)所固有的，但核心的數(shù)字隔離器也具有這些卓越的優(yōu)點(diǎn)，這一點(diǎn)很重要。

在開始使用隔離式 LVDS 進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，請(qǐng)查看ISO7821LLS、ISO7821LL和ISO7820LL LVDS 緩沖器。這些緩沖器適用于非常高的電壓應(yīng)用，包含高達(dá) 2kV RMS工作電壓、12.8 kV 浪涌和超寬封裝選項(xiàng)的增強(qiáng)隔離。此外，憑借高達(dá) 150Mbps 的數(shù)據(jù)速率、極低的輻射以及在最大數(shù)據(jù)速率下僅消耗 10mA/通道的電流，這些器件發(fā)揮了 LVDS 操作的最佳優(yōu)勢(shì)。