ADI的iCoupler技術實現電磁爐和用戶接口的安全隔離
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雖然目前電感技術得到了良好的發展和驗證，但是在設計電磁爐應用電路時，設計人員必須掌握不同范圍的物理原理和設計技術。雖然電磁爐實現的原理相對簡單，但是其技術卻涉及眾多不同的領域，包括模擬和數字信號處理、電氣保護和隔離。
例如，安全標準規定用戶接口和電源之間的隔離，其中需要實現三個方面的隔離：
·控制邏輯所需的低壓電源的隔離
·絕緣柵極雙極型晶體管（IGBT）功率級與其控制信號之間的隔離
·用戶控制和系統控制器之間的隔離
一個安全的系統必須能夠滿足至少上述兩個條件。本文將討論幾種創新的解決方案，它們能夠實現IGBT門級驅動器與用戶接口之間的隔離。
系統說明
電感元件與變壓器類似，能夠產生磁場。在將金屬鍋置于磁場中時，則會產生渦電流，電能轉換為熱能，通過金屬的熱傳導來加熱食物。由電學的觀點來看，電感元件驅動有損LC諧振電路，損耗產生了熱量。圖1所示電感加熱系統框圖。
圖1 電感加熱系統
變壓器是主傳感器，它與電磁爐磁板串聯連接，監測流過磁板的電流值，以便于針對用戶選擇的烹飪選項保持適當的電流值。在必要時降低電流，以避免出現過流條件，這可以防止損壞功率級，即電磁爐的磁板和IGBT。
由于磁板、鍋和變壓器的電感和電容構成了諧振LC電路，因此某些人可能認為設定L和C的值即能夠確定感應頻率。但是，電感和電容值以及由此導致的諧振頻率取決于用戶使用的鍋的尺寸、形狀和材料。因此，通過用戶接口選擇的不同的加熱等級不能由固定頻率設定。一種更有效的方法是通過電流測量確定的功耗，以此設定加熱的等級。微控制器通過反饋回路調節電流，使其對應于用戶選擇的加熱等級。微控制器調節脈寬調制（PWM）波形的頻率，以適應鍋的特征。電磁爐的設計人員應事先了解每個加熱等級所對應的電流大小，繼而只需簡單地對微控制器編程以調節PWM頻率，提供適當的電流。
驅動IGBT的PWM信號的典型頻率范圍約20 kHz~100 kHz。相比于MOSFET，IGBT的關斷特性較慢，其開關頻率僅為數十千赫。微控制器提供的PWM信號的占空比是固定的（如50%），通過用戶選擇的加熱等級要求的功率來調節該PWM信號的頻率。
由于在大電流電感電路中可能會產生大電壓，因此在系統中的關鍵位置提供電氣隔離是十分重要的。特別是電磁爐的功率級與微控制器和其它數字電路隔離。一種隔離方法是使用隔離IGBT驅動器。與傳統的隔離解決方案相比，基于ADI公司創新的iCoupler?技術的低成本隔離門級驅動器串聯電路具有很多優點。
電流隔離是一種用于防止電流在兩個連通的電路之間直接流動的技術。使用隔離的主要原因有兩個，第一個原因是在人員和設備暴露于大電壓或電流浪涌時，對他們進行保護。第二個原因是在電路互連牽涉到不同的地電位時，避免地回路和破壞性的地電流。在這兩種情況中，隔離技術可以防止電流流動，但是允許在兩個電路之間傳遞數據或功率。
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