haku: @supervisor Ovaska, Seppo / yhteensä: 64
viite: 3 / 64
| Tekijä: | Lumio, Mikael |
| Työn nimi: | Applicability of CMOS Digital Isolators in Variable-Frequency Drives |
| Digitaalisten CMOS-erottimien soveltuvuus taajuusmuuttajiin | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2016 |
| Sivut: | (8) + 72 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Sähkötekniikan korkeakoulu |
| Oppiaine: | Elektroniikka ja sovellukset (S3007) |
| Valvoja: | Ovaska, Seppo |
| Ohjaaja: | Mäkilä, Jari |
| Elektroninen julkaisu: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201608263077 |
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 4476 | Arkisto |
| Avainsanat: | CMOS digital isolator isolation EMC immunity digitaalinen CMOS-erotin eristys immuniteetti |
| Tiivistelmä (fin): | Viimeisen kymmenen vuoden aikana digitaaliset CMOS-erottimet ovat tulleet markkinoille haastamaan optoerottimet. Uutta teknologiaa kohtaan on kuitenkin epäilyksiä. Digitaalisten CMOS-erottimien kehitys on ollut nopeaa. Viimeisten kymmenen vuoden aikana monet näistä epäilyistä on saatu ratkaistua. Esimerkkinä, syöksyaaltoluokka oli aiemmin alle 10kV/\micro s tason, mikä on estänyt käytön vahvistettuna erottimena. Nykyiset digitaaliset CMOS-erottimet ylittävät kuitenkin tämän tason ja täyttävät vaatimukset vahvistetulle erottimelle. Suunnittelijoita epäilyttävät yhä pitkän ajan luotettavuus, EMC-ominaisuudet sekä teknologian hinta. Työssä tehdään mittauksia uusien digitaalisten CMOS-erottimien EMC-ominaisuuksista. Mittaukset mittaavat erottimien immuniteettia erilaisille sähkömagneettisille ilmiöille. Mittausten päätavoitteena on saada tietoa eroista EMC-ominaisuuksista valmistajien kesken. EMC-testien lisäksi suoritetaan osittaispurkaustesti, jolla haetaan myös tietoa eroista valmistajien kesken. Uuden teknologian hintaa havainnollistetaan tarkastelemalla isolointitoiminnallisuuden toteuttamisen hintoja digitaalisten CMOS-erottimien sekä vertailuteknologian välillä. Mittaustuloksista nähdään että EMC-ominaisuuksissa on suuria eroja eri valmistajien kesken. Mittauksista saadut absoluuttiset tasot osoittavat että CMOS digi erottimet ovat tietyin varauksin soveltuvia taajuusmuuttajasovelluksiin. Suunnittelijoita kuitenkin suositellaan suorittamaan tarvittavat mittaukset varmistuakseen, että immuniteetti on riittävällä tasolla heidän käytössään. Digitaaliset CMOS-erottimet voivat olla kustannustehokas vaihtoehto toteuttaa eristystarve. Optoerottimet ovat vahvoilla, jos hitaampi nopeus on riittävä, esimerkiksi luokassa ``päälle meno/sulkeutumisaika'' 3000ns optoerottimet ovat merkittävästi halvempia. Kuitenkin, jos nopeustarve on esimerkiksi luokkaa 200ns, digi isolaattorit alkavat olla kustannustehokkaampi vaihtoehto, jos niiden volyymi on riittävän suuri. |
| Tiivistelmä (eng): | In the last 10 years CMOS digital isolators have emerged, and they are challenging the optocouplers. However, there are concerns regarding the new technology. The development of CMOS digital isolators has been rapid. During the last 10 years many of the concerns have been solved. For example, surge voltage rate was below 10kV/\micro s preventing the use as a reinforced isolator, but current CMOS digital isolators exceed this limit and are able to fill the requirements for reinforced isolator. Designers are still having concern about the long-term reliability, the EMC characteristics, and the price of the new technology. Measurements to attain insight about the EMC characteristics of the modern CMOS digital isolators are made in the thesis. The measurements measure the immunity to different EM phenomena. The main goal is to gain knowledge about the differences in EMC characteristics between different manufacturers. In addition, a partial discharge test is made with a goal of finding differences between manufacturers. To understand the cost of the technology, the cost of implementing an isolation function with digital isolators versus a comparison technology is discussed. The measurements show that there are big differences in the EMC characteristics between manufacturers. The absolute levels indicate that the digital isolators can be used in the variable-frequency drives with caution, but designers are suggested to make more measurements to assess the immunity withstand capabilities in their design. Digital isolators can be cost effective in isolation functions. Optocouplers have a cost advantage if the required turn on/turn off speed is low, such as 3000ns. But if the required speed is at a range of 200ns, digital isolators begin to be more cost effective if the digital isolator volume is high enough. |
| ED: | 2016-09-04 |
INSSI tietueen numero: 54289
+ lisää koriin
INSSI