以前，模拟接口板上的通道数量很少，因此板上有足够的空间来设计合适的DC-DC转换器来为传感器接口供电。个模块只有一个或两个接口，因此功耗不是一个大问题。前，模拟PLC模块（如图1所示）可以提供四个，八个甚至16个独立的隔离通道。多中型DC-DC转换器占用大量空间并产生大量热量。1所示的通用模拟接口是讨论功率的一个很好的起点。源电路包括信号调节单元（例如运算放大器或仪表放大器）和集成的串行接口模数转换器，该转换器通过数字隔离器通道与FPGA接口。常，该电路所需的功率远低于150 mW。传感器接口供电的基本挑战是优化电源，以在所需的功率范围内运行。0至150 mW的工作范围意味着控制器和组成电源的反馈组件的固定静态功耗将占所使用总能耗的很大一部分，因此效率较低。1中不同电源配置的静态电流值显示了这一点。外，许多简单的电源设计要求最小的负载才能正常运行，并且要使电源正常工作，必须在连续的电阻负载上浪费能量。管很容易在板上放置555定时器和晶体管以获得一定量的功率，但是很难实现高效，可靠和低功耗。些电源结构的使用增加了控制电路的复杂性，而前两种类型需要增加组件数量和解决方案尺寸。简单的解决方案是图2所示的未稳压DC / DC转换器。设计使用固定频率的固定占空比开关来生成次级电源，然后进行整流和滤波。选变压器的额定隔离电压必须满足应用要求。缘要求越高，变压器越大（即，印刷电路的表面越大，高度越大）。决方案的成本由变压器控制，如果数量正确，则分立解决方案的成本大于1.00美元。管成本非常低，但是输出电压在负载和温度范围内的变化可能很大，并且模拟接口的模拟设备的选择将更加困难。拟接口上的所有模拟设备必须具有出色的功率抑制能力，并且负载不能快速改变，否则电源将发生巨大变化。果，设备成本增加了，或者至少需要更多的设计时间来评估在极端情况下解决方案的性能。节制饮食的效率可能很高，但饮食质量却很低。压电源提供更好的输出特性。3显示了功率范围为1W的典型DC / DC模块。似于上面的非稳压电源示例，控制器打开变压器。择适当的变压器功率电平和旋转比，以为最大负载提供足够的电压，恒温阀芯以便LDO可以将输出电压调节到稳定的水平。解决方案的能量效率对于高负载非常好，而对于低负载则很差，这与模拟接口应用程序的运行相对应。
许多有源电压控制方案可在整个负载范围内提高效率，但需要更复杂的控制电路，并且大多数都需要隔离栅上的信息通道。将大大增加设计的成本和尺寸，并且通常不适合此功率范围内的模块。于很难将变压器集成到组件中，因此这些电源的集成不会超出密封模块或印刷电路的子卡的范围。造商在减小这些设备的尺寸方面几乎没有成功。ADI公司为iCoupler数字隔离器产品开发了智能级变压器技术，该产品生产了新型的DC / DC转换器。技术是低性能和高性能电源设计的理想选择。压器是空心的，这意味着变压器中没有磁性材料。
意味着这些微型变压器在约125 MHz时具有最高的Q。关频率如此之高，以至于无法通过改变开关信号的占空比来控制功率。反，控制电路通过触发和切换整个振荡器来调节次级电压。变压器足够小，可以集成到具有内部子驱动器架构的标准IC封装中。隔离栅的两侧，功率返回和输出返回所需的所有设备都可以集成到一对芯片中，从而无需外部分立组件，并具有许多高级功能。片级电源转换器具有完全稳压的DC / DC电源的所有功能，具有紧凑的控制和低负载效率。下示例说明了上述设计之间的差异。1比较了两个电源模块和一个芯片级转换器的特性。选的TI模块是最常见的模块，功率范围是0至150 mW，这在传感器接口的要求中已指定。
多数设计师需要高能效的设计。表1中，不受管制的解决方案是最有效的，但其选择存在缺陷。模块的额定功率为1W，其数据表甚至没有规定其性能低于100mW。实可能是这样的：输出电压远高于标称值，并且输出迅速降低。二个最有效的是稳压器模块。为轻载而设计，具有良好的特性。是，仔细地在芯片级比较转换器并分析稳压器模块的效率，如图5所示，芯片级转换器具有有源反馈调节，其效率可以达到最终值。
快，因此在0 mA和15 mA范围内的负载在该范围内，芯片级解决方案实际上更有效。实际上是模拟界面初始定义中的目标范围。此，尽管该解决方案在芯片级别的效率最低，恒温阀芯但它仍然是一个更好的选择。电平效率而言，智能电平转换器非常适合此应用。
是，该技术还有许多其他优点。文将详细介绍ADI公司的新型隔离式电源转换器ADuM5010。单元可在模拟接口所需的低功率范围内提供DC-DC电信转换器的性能。限可调的输出电压。
ADuM5010通过次级侧的分压器设置输出电压。围是3.15至5.5V。多模拟和模拟运算转换器由非标准电源轨供电，因此可以针对最佳功率条件调节电压。关断功能可在短路过载的情况下保护电源，尤其是在高温环境下，矩阵温度可能会超过最大极限。关断的跳变点是154°C，芯片必须比其容量低10°C，设备才能自动重启。启电源不需要外部处理器的干预。电后，通过控制初级侧的PWM可以实现软启动。样，在设备启动时的浪涌电流可以忽略不计。同时打开多个设备时，浪涌电流会淹没较低的直流输入轨，从而导致无法预料的行为。用主电源关闭功能，可以在非常低功耗的睡眠状态下关闭转换器。功能与软启动相结合，创建了一种节能解决方案，可在测量间隔内切断传感器的电源。输入电源具有欠压锁定功能（UVLO）。功能可防止转换器以低输入轨启动。样，在ADuM5010下游尝试取电之前，可以有效地加载输入电源。全隔离的认证。以减少模块类型测试的要求，并且可以消除生产中的在线测试。大多数LC应用设计的模拟传感器接口要求隔离数字通信和电源。的功率水平非常低，低于大多数DC / DC转换器以高效率和可预测功能运行的范围。是，良好的饮食习惯对界面非常有益。离式梯形转换器ADuM5010是隔离模拟输入的理想选择，功耗为150 mW，并具有通常仅在大功率DC / DC转换器中可用的功能组合。
结合了电源和隔离数据通道的外围设备系列中，该设备是专用电源型号。ADuM521x双通道数据设备支持数据接口集成，节省更多空间。系列将继续推出具有更高通道号的设备，因此工程师可以以最小的设计工作量安全而轻松地使用电源。
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