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» 2017年08月24日 11時30分 UPDATE

新しい絶縁LVDSデバイスが登場:高速、高電圧絶縁のための絶縁LVDSバッファ (2/3)

[Anant Kamath(Texas Instruments),EDN]

絶縁LVDSアプリケーション その2

 2つ目の例(図3)は、LVDSベースのシリアルペリフェラルインタフェース(SPI)の作成方法を表しています。この設計でのインタフェースはアナログ-デジタルコンバータ(ADC)とASICの間を接続するインタフェースであり、テストおよび、測定アプリケーションに使用されます。2つの絶縁LVDSバッファが使用されており、一方は21構成(各方向に1つのチャンネル)、もう一方は20構成(両方のチャンネルが同じ方向)となっています。このソリューションは、高電圧に対する保護だけでなく、ノイズと電磁干渉(EMI)への耐性や、グランドループ絶縁を備えています。例えば、ADCで計測アプリケーションのACライン電圧のような高電圧を測定している場合、絶縁LVDSバッファには高い動作電圧と強化絶縁が必要です。

図3:ADCをASICから絶縁するためのSPIインタフェース

 図4に示す3つ目の例は、2つのASIC間でのクロックとデータをベースにした汎用の双方向通信であり、2つの絶縁LVDSバッファを20構成で使用することにより実現しています。

図4:汎用の双方向クロックおよびデータ通信

 従来は光ファイバ通信に頼っていたようなアプリケーションでも、絶縁LVDSを使用して、高スループットと超高電圧強化絶縁の両方を実現できます。このようなアプリケーションとしては、1000VRMSを大きく上回るシステム電圧を扱うモーター駆動などがあります。図5に示す概念ブロック図では、高電圧(HV/1000V超)出力を生成するために複数の低電圧(LV)基板(1000V未満)がスタック接続されています。

図5:出力1000V以上の高電圧システム内の光ファイバ通信を絶縁LVDSに置換

 従来型の手法では、光ファイバ通信を使用してコントローラーと各LV基板が通信し、光ファイバリンクによって強化絶縁が提供されています。図5は、システムコストの削減を目的とした代替アーキテクチャを示しています。強化絶縁のために光ファイバチャンネルを使用してコントローラーと1つのLV基板が通信します。LV基板間の通信は、1000Vの機能絶縁をサポートする絶縁LVDSバッファを使用して行われます。

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