设计适合工业、电信和医疗应用的鲁棒隔离式 I 2 C/PMBus 数据接口

作者:Maurice O'Brien

简介

工业和仪器仪表(I&I)、电信以及医疗应用的一个关键要求是需要一个可靠接口来传输数据。I2C 总线是一种双线制双向总线,用于集成电路之间的低速、短距离通信。I2C 是由飞利浦公司于 20 世纪 80 年代早期为单个电路板上的 IC 开发,其应用依然在不断增长。电源管理总线(PMBus)是一种速度相对较慢的双线式通信协议,该协议基于 I2C,可针对电源进行数字管理。PMBus 协议定义了一种开放标准数字电源管理协议,能为电源转换器或连接的其他器件通信提供便利。

图 1 显示隔离栅在 I2C 接口和与该接口相连的每个系统之间提供电流隔离,既允许在两点之间传输数字数据,又可防止接地电流流过;这样可以消除耦合到通信总线上的噪声,从而降低信号失真和误差。

图1. 隔离功能

电信应用中使用的 PCB 通常集成数字控制电源转换器以及工作在不同地电位的电路。为确保实现无差错的卡片插入/移除操作以及鲁棒的工作性能,必须隔离每一个接口;但 I2C 接口隔离很复杂,因为总线是双向的。光耦合器就不满足这样的要求,因为它是单向的。图 2 显示 PMBus 通信链路,该链路可将原边上的 ADM1075(-48 V 热插拔)以及数字电源监控器与副边相隔离,它采用 12 V和 3.3 V 电源供电。ADM3260 双通道 I2C 隔离器集成 DC-DC 转换器,可隔离 SDA和 SCL 信号。其隔离电源(3.3V_ISO)为 ADuM3200双通道数字隔离器供电,后者可用来隔离 SHDN 和 RESTART 信号。

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