隔离器件综述.doc

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1、隔离器件综述作者：Chris.Sun一、隔离器件概况木文章主要讲述了电了电路屮隔离的应用和原理方面的知识，全面的介绍了隔离器件的应用场合、不同的电源系统之间的隔离和在研发过程中一些选型的经验Z谈。另外，在什么条件下使用隔离器件呢？通常有两种情况：第一种情况是强电和弱电Z间的隔离。如：测最强电区域和控制弱电区域Z间需要隔离，这样做的目的是避免强电影响弱电；第二种情况是通过隔离器件把噪声干扰的路径切断，最终达到削弱噪声干扰的目的，进而达到电子电气设备Z间的电磁兼容。最后，隔离技术发展到今天，在电子电气设

2、备应用的典型隔离手段包括：变压器隔离、继电器隔离、光电耦合隔离、光纤隔离、磁耦合隔离和电容式隔离等方法。从电了测最的领域来看，目前经常使用的隔离手段有：光电耦合、磁耦合和电容式耦合，而光耦的因为其局限性，因此下面主要讲述一下磁耦合隔离和电容式隔离技术。二、磁耦合隔离综述ADI公司的ADUM磁隔离芯片是采用脉冲调制的方法实现数字信号间的隔离器件，应用的是ADI公司发明的icoupler专利技术，该技术消除了与光电耦合器件相关的不确定的电流传送比率、非线性传送特性以及随时间漂移和随温度漂移等问题，功耗大

3、大降低了，并且没有复杂的外围器件，集成度高（以ADUM1400为例，内部集成四路），内部组合灵活（还是以ADUM140X系列为例，ADUM1400内部集成单一方向四路，ADUM1401内部集成双方向3路同向加1路反

4、nj,ADUM1402内部集成双方向2路同向加2路反向）,速度更快（数百兆bit级别相比光耦数十兆bit级别而言有很大提升，对于传输速度快的领域更具有优势）,隔离两侧隔离电压更大。VOAFigure1.ADuM1400FunctionalBlockDiagram4DECOBE-I：別C

5、ODE卜■]DECODEfCODE卜-

6、DECODE

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8、-■]DECODE.^4路向右传输IIIIIIIIIIIIII11VOD图1四路同方向输出的磁耦合器件ViaIBDECODEVicDECODEGNP±4DECODE4ENCODEtNCU1路同I左传输Figure2.ADuM1401FunctionalBlockDiagramFigure3.ADuM1402FunctionalBlockDiagram3£□B3F图2三路向右传输以及一路向左传输图3两路向右传输以及两路方向向左传输从

9、上面的三个图可知，ADI公司的磁耦合器件有许多光耦所没有的特性：a、磁耦外面不需耍分立元件；b、内部总共包含四路，但方向可根据实际需要而选择不同的纟H合，避免浪费设计；c、ADUM140X系列屮都会有方向使能控制，如果不接表示对应的方向右.通，如果接电平时可参考手册真值表；d、两侧的数字电平都即可接3V电压也可接5V电平，因此最多可组合成四种供电接法，因此供电灵活；三、电容式隔离综述TI公司的ISO72X系列隔离器件采用的是电容隔离技术：使用不断变化的电场通过隔离电容实现数字信息的高速传输。电容的两

10、极Z间的材料通常用的是二氧化硅（就是上面所说的隔离层），这种优质性能的绝缘物质非常可靠和耐用，并且具冇很强的抗磁干扰和瞬变电压。电极板的大小、板间间距和电解质材料决定了其隔离的特性。从忖前应用的情况來看,采用电容隔离的优势更明显，无论从体积、速度、能量传递、和抗磁场干扰等方曲都是这样。这种高效特性使得电容式隔离在电子电气设备隔离应用的市场更具竞争力。ISO7240丐GND1CEJi%INbHTNcmINd云NCHGNDln=1•203■二4416158'mVcc2=nGND2IOUTaHOUTb=□

11、OUTc1312TT

12、=nOUTd109RENBGND2图4四路同方向输出的电容式耦合器件ISO7241,Vccia；1«II2-1L_INA冲爭；!巾心QUTaU44=□GJMD2[NbhIhlC^OUTnEN仁匚GND1H13】1-108•1911houtb12tsOUTc=□ENi：HGND2图5三路向右传输以及一路向左传输ISO7242■1*II2IICCTO=nnz□z1OUTgB字oJtdu：ENfud?GND1H81eiq/Vcc^13p—1019C0GNQ21moutbmen2mGN

13、D2图6两路向右传输以及两路向左传输从上瓯的三个图可知，TI公司的电容式耦合器件的特性：a、该系列的管脚和AD公司的磁耦合器件兼容，即完全可以互换；b、电容式耦合器件比磁耦合器件的传输速度更快；c、两种隔离器件的隔离电压都为2500V,但是磁耦合的功耗要比电容式耦合更低；四、隔离器件选型目前做隔离技术的国际大公司有，东芝、SI、ADI、NVE和TI等很有竞争力的大公司，在这些公司屮的翘楚当然是ADI公司，这是因为ADI公司制作的种类最多，不仅可提供5000V隔离度的隔