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数字隔离器的工作原理

本文将重点对数字隔离器的工作原理,产品特点及性能等分别进行介绍,再讲解数字隔离器在电子产品中的部分应用。

  一、隔离产品的工作原理

  1、按照隔离产品的传播方式可以分为光耦隔离、磁隔离和电容隔离,以及Silicon Labs产品中采用的无线隔离。以光耦为例,其传播原理如下:


数字隔离在电子产品中的应用


  输入的电信号驱动发光二极管(LED),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出,这就完成了电—光—电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。其优点是信号单向传输,隔离电压高,抗干扰能力强;其缺点也比较明显,速度不会特别快,高50Mbps,LED功耗较大,工作时间较长LED很容易老化。

  2、Silicon Labs以无线的方式实现信号的隔离和传播,下面以Si84xx为例说明其工作原理。


数字隔离在电子产品中的应用


  说明:左边Input做为信号的输入,将该信号转换为无线射频信号后,右边进行RF接收和处理,并且通过Output将接收的信号进行输出。无线信号的调制频率为2.4GHz左右,不在通讯频率范围。其调制和解调信号如下图:


数字隔离在电子产品中的应用


  因为采用了无线信号进行信号的传递,信号的转换和传递速度快,数据传递速率可达到150Mbps,尺寸也可以做的很小,功耗非常低,传播时间短,隔离电压非常高。由于是无线进行信号传递,容易造成电磁干扰。

  二、Silicon Labs隔离产品分类及特点

  1,Silicon Labs隔离产品,大致可分为三类,数字隔离,隔离门级驱动,电流隔离传感,如下:


数字隔离在电子产品中的应用


  2,产品特点。Silicon Labs隔离产品具有功耗低、速度快、传播延迟短等优点,是业界速度最快,集成度高的隔离器高速度达到150Mbps,一个IC最能集成6通道,隔离电压可达到5KV,共模瞬态抗扰度(CMTI)高,大于25KV/uS;EMI方面,符合IEC 61000-4-8 和 IEC 61000-4-9标准。

  3,数字隔离可供选择的产品非常多,有单向、双向及混合型的隔离产品,单通道和多通道的产品均有,如下。


数字隔离在电子产品中的应用