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1、隔離器件綜述作者：Chris.Sun一、隔離器件概況木文章主要講述了電了電路屮隔離的應(yīng)用和原理方面的知識，全面的介紹了隔離器件的應(yīng)用場合、不同的電源系統(tǒng)之間的隔離和在研發(fā)過程中一些選型的經(jīng)驗Z談。另外，在什么條件下使用隔離器件呢？通常有兩種情況：第一種情況是強電和弱電Z間的隔離。如：測最強電區(qū)域和控制弱電區(qū)域Z間需要隔離，這樣做的目的是避免強電影響弱電；第二種情況是通過隔離器件把噪聲干擾的路徑切斷，最終達到削弱噪聲干擾的目的，進而達到電子電氣設(shè)備Z間的電磁兼容。最后，隔離技術(shù)發(fā)展到今天，在電子電氣設(shè)
2、備應(yīng)用的典型隔離手段包括：變壓器隔離、繼電器隔離、光電耦合隔離、光纖隔離、磁耦合隔離和電容式隔離等方法。從電了測最的領(lǐng)域來看，目前經(jīng)常使用的隔離手段有：光電耦合、磁耦合和電容式耦合，而光耦的因為其局限性，因此下面主要講述一下磁耦合隔離和電容式隔離技術(shù)。二、磁耦合隔離綜述ADI公司的ADUM磁隔離芯片是采用脈沖調(diào)制的方法實現(xiàn)數(shù)字信號間的隔離器件，應(yīng)用的是ADI公司發(fā)明的icoupler專利技術(shù)，該技術(shù)消除了與光電耦合器件相關(guān)的不確定的電流傳送比率、非線性傳送特性以及隨時間漂移和隨溫度漂移等問題，功耗大
3、大降低了，并且沒有復(fù)雜的外圍器件，集成度高（以ADUM1400為例，內(nèi)部集成四路），內(nèi)部組合靈活（還是以ADUM140X系列為例，ADUM1400內(nèi)部集成單一方向四路，ADUM1401內(nèi)部集成雙方向3路同向加1路反
4、nj,ADUM1402內(nèi)部集成雙方向2路同向加2路反向）,速度更快（數(shù)百兆bit級別相比光耦數(shù)十兆bit級別而言有很大提升，對于傳輸速度快的領(lǐng)域更具有優(yōu)勢）,隔離兩側(cè)隔離電壓更大。VOAFigure1.ADuM1400FunctionalBlockDiagram4DECOBE-I：別C
5、ODE卜■]DECODEfCODE卜-
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7、bmcode
8、-■]DECODE.^4路向右傳輸IIIIIIIIIIIIII11VOD圖1四路同方向輸出的磁耦合器件ViaIBDECODEVicDECODEGNP±4DECODE4ENCODEtNCU1路同I左傳輸Figure2.ADuM1401FunctionalBlockDiagramFigure3.ADuM1402FunctionalBlockDiagram3￡□B3F圖2三路向右傳輸以及一路向左傳輸圖3兩路向右傳輸以及兩路方向向左傳輸從
9、上面的三個圖可知，ADI公司的磁耦合器件有許多光耦所沒有的特性：a、磁耦外面不需耍分立元件；b、內(nèi)部總共包含四路，但方向可根據(jù)實際需要而選擇不同的纟H合，避免浪費設(shè)計；c、ADUM140X系列屮都會有方向使能控制，如果不接表示對應(yīng)的方向右.通，如果接電平時可參考手冊真值表；d、兩側(cè)的數(shù)字電平都即可接3V電壓也可接5V電平，因此最多可組合成四種供電接法，因此供電靈活；三、電容式隔離綜述TI公司的ISO72X系列隔離器件采用的是電容隔離技術(shù)：使用不斷變化的電場通過隔離電容實現(xiàn)數(shù)字信息的高速傳輸。電容的兩
10、極Z間的材料通常用的是二氧化硅（就是上面所說的隔離層），這種優(yōu)質(zhì)性能的絕緣物質(zhì)非?？煽亢湍陀?，并且具冇很強的抗磁干擾和瞬變電壓。電極板的大小、板間間距和電解質(zhì)材料決定了其隔離的特性。從忖前應(yīng)用的情況來看,采用電容隔離的優(yōu)勢更明顯，無論從體積、速度、能量傳遞、和抗磁場干擾等方曲都是這樣。這種高效特性使得電容式隔離在電子電氣設(shè)備隔離應(yīng)用的市場更具競爭力。ISO7240丐GND1CEJi%INbHTNcmINd云NCHGNDln=1?203■二4416158'mVcc2=nGND2IOUTaHOUTb=□
11、OUTc1312TT
12、=nOUTd109RENBGND2圖4四路同方向輸出的電容式耦合器件ISO7241,Vccia；1?II2-1L_INA沖爭；!巾心QUTaU44=□GJMD2[NbhIhlC^OUTnEN仁匚GND1H13】1-108?1911houtb12tsOUTc=□ENi：HGND2圖5三路向右傳輸以及一路向左傳輸ISO7242■1*II2IICCTO=nnz□z1OUTgB字oJtdu：ENfud?GND1H81eiq/Vcc^13p—1019C0GNQ21moutbmen2mGN
13、D2圖6兩路向右傳輸以及兩路向左傳輸從上甌的三個圖可知，TI公司的電容式耦合器件的特性：a、該系列的管腳和AD公司的磁耦合器件兼容，即完全可以互換；b、電容式耦合器件比磁耦合器件的傳輸速度更快；c、兩種隔離器件的隔離電壓都為2500V,但是磁耦合的功耗要比電容式耦合更低；四、隔離器件選型目前做隔離技術(shù)的國際大公司有，東芝、SI、ADI、NVE和TI等很有競爭力的大公司，在這些公司屮的翹楚當然是ADI公司，這是因為ADI公司制作的種類最多，不僅可提供5000V隔離度的隔
