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�(shù)字隔離器
閱讀�17251�(shí)間:2011-03-30 10:51:12

      �(shù)�隔離�是電子系�(tǒng)中,�(shù)字信�(hào)和模擬信�(hào)�(jìn)行傳遞時(shí),使其且具有很高�電阻隔離特�,以�(shí)�(xiàn)電子系統(tǒng)與用戶之間的隔離的一種芯�,多采用光�磁隔�電容隔離來實(shí)�(xiàn),但其功�、速度、隔離電壓等方面往往不能�(dá)��

工作原理

      光耦隔離器工作原理(以光耦隔離器為例):輸入的電信號(hào)�(qū)�(dòng) �(fā)光二極管(LED�,使之發(fā)出一定波�(zhǎng)的光,被光探�(cè)器接收而產(chǎn)生光電流,再�(jīng)過�(jìn)一步放大后輸出,這就完成了電-�-電的�(zhuǎn)�,從而起到輸入、輸�、隔離的作用�

光耦隔離器原理圖

分類

  按照傳播方式可以分為�  

      1、光電隔�
  光耦合技�(shù)是在透明絕緣隔離�(例如:空氣間�)上的光傳�,以�(dá)到隔離目的。光耦合器一般由三部分組成:光的�(fā)�、信�(hào)放大及光的接�。輸入的電信�(hào)�(qū)�(dòng)LED,使之發(fā)出一定波�(zhǎng)的光,被光探�(cè)器接收而產(chǎn)生光電流,再�(jīng)過�(jìn)一步放大后輸出。這就完成了電-�-電的�(zhuǎn)�,從而起到輸�、輸�、隔離的作用?�?nbsp;     光耦合技�(shù)的主要優(yōu)�(diǎn)是,光具有對(duì)外部電子或磁�(chǎng)�(nèi)在的抗擾�,而且,光耦合技�(shù)允許使用恒定信息傳輸。光耦合器的不足之處主要體現(xiàn)在速度限制、功耗以及LED老化��
  一�(gè)光耦合器的信號(hào)速率取決于LED能夠開啟和關(guān)閉的速度。從�(dāng)前可供使用的�(chǎn)品來�,最快的光耦合器是HCPL-0723,其可以�(dá)�50Mbps的信�(hào)速率�
  從輸入到輸出的電流傳輸比(CTR)是光耦合器的一�(gè)重要特�,LED一般會(huì)要求10mA的輸入電流,以用于高速數(shù)字傳�。這種比率�(duì)用于�(qū)�(dòng)LED的電流和由光電晶體管�(chǎn)生的電流�(jìn)行調(diào)節(jié)。隨著時(shí)間的推移,LED變得更為低效,同�(shí)要求更多的電流來�(chǎn)生相同等�(jí)的亮度以及相同等�(jí)的光電晶體管輸出電流。在許多�(shù)字隔離器�,內(nèi)部電路控制LED�(qū)�(dòng)電流,并且用戶無法對(duì)逐漸下降的CTR�(jìn)行補(bǔ)�。LED的優(yōu)�(shì)減弱了,并且隨著�(shí)間的推移隔離器不再像以前那樣有效��
      2、電容隔�
  電容耦合技�(shù)是在隔離層上采用一�(gè)不斷變化的電�(chǎng)傳輸信息。各電容器極板之間的材料是一�(gè)電介�(zhì)隔離�,并形成隔離�。該極板尺寸、極板之間的間隔和電介質(zhì)材料等都決定著電氣性能�
  使用一�(gè)電容隔離層的好處是,在尺寸大小和能量傳輸方面的高效率,以及對(duì)磁場(chǎng)的抗擾度。電容耦合技�(shù)的缺�(diǎn)是其沒有差分信號(hào)和噪�,并且信�(hào)共用相同的傳輸通道,這一�(diǎn)與變壓器不同。這就要求信號(hào)頻率要大大高于噪聲預(yù)期頻�,這樣隔離層電容就呈現(xiàn)出信�(hào)的低阻抗,以及噪聲的高阻��
      3、電磁隔�
  電感耦合技�(shù)使用兩�(gè)線圈之間的變化磁�(chǎng)在一�(gè)隔離層上�(jìn)行通信。最常見的例子就是變壓器,其磁場(chǎng)大小取決于主�(jí)和次�(jí)繞組的線圈結(jié)�(gòu)(匝數(shù)/單位�(zhǎng)�)、磁芯的介電常數(shù),以及電流振�。顯示了一款具有信�(hào)�(diào)節(jié)電路模塊的變壓器�

性能介紹

      性能�(yōu)�(diǎn)如下(以Si84xx系列為例�

  的數(shù)�(jù)傳輸率:Si84xx隔離器在最廣泛的溫度范圍內(nèi)�-40� +125℃),提供目前業(yè)界的�(shù)�(jù)傳輸速率�150 Mbps�,可取代各種工業(yè)�(yīng)用中的光耦合��

  超低功耗:針對(duì)“綠色”應(yīng)用�(jìn)行優(yōu)�,Si84xx隔離器在高數(shù)�(jù)傳輸率下提供超低功��

  的抖�(dòng)性能:Si84xx提供�(yōu)于競(jìng)�(zhēng)器件兩倍的抖動(dòng)性能,可將數(shù)�(jù)傳輸�(cuò)誤及誤碼率(BER)降��

  �(yōu)異的靜電放電性能:人體放電靜電模式下(HBM)為4kV;器件充電模式(CDM)下�2kV;機(jī)器放電模式下(MM)為400V,能在最苛刻的應(yīng)用環(huán)境中�(shí)�(xiàn)的可靠��

  的瞬變抗干擾能力:Si84xx提供高于25kV/μs的共模瞬變抗干擾能力(CMTI�--比光耦合器的CMTI性能提高50% ~ 100%�

  最�(qiáng)的RF抗干擾能力:在要求苛刻的�(yīng)用環(huán)境中,與其他�(shù)字隔離器�(chǎn)品相比Si84xx�(chǎn)品性能提高很多,可提供高達(dá)300V/m的電�(chǎng)和高�(dá)1000A/m的電磁場(chǎng)抗干擾能��

  的射頻電磁輻射:Si84xx�(chǎn)品與其它�(shù)字隔離器相比最多可減少20dB的電磁幅��

  Silicon Labs的Si84xx�(shù)字隔離器系列能為系統(tǒng)開發(fā)人員帶來更大的彈性和更多的設(shè)�(jì)選擇。除�5kV�(chǎn)品外,Si84xx系列還提供具工業(yè)�(biāo)�(zhǔn)管腳輸出的雙通道�(chǎn)�,兼容于其他被廣泛使用的�(shù)字隔離器�(chǎn)�,為供電系統(tǒng)提供可輕松替換的器件及來源�

  Si84xx�(shù)字隔離器還能�(jié)合Silicon Labs的Si82xx ISOdriver、Si85xx 交流電流傳感�、Si3226雙ProSLIC單芯片SLIC/codec IC和混合信�(hào)微控制器 ,提供更全面的隔離解決方��

  Silicon Labs�(shù)字隔離器至今出貨量已超過7,500萬�(gè)通道,且RF隔離架構(gòu)已通過市場(chǎng)考驗(yàn),并在許多工�(yè)、能源管�、通信和廣播應(yīng)用中獲得�(yàn)�。Silicon Labs采用備受肯定的CMOS工藝技�(shù),并�(fā)展出�(dú)具匠心的�(shù)字隔離器�(chǎn)品藍(lán)�,以更高的集成度來滿足系�(tǒng)制造商未來的隔離需��

�(fā)展前�

      隨著越來越多的工�(yè)和通訊�(shè)備智能化,提供了更多的大功率系統(tǒng)控制和反饋信�,從而實(shí)�(xiàn)更高的效率并使系�(tǒng)成本減少,當(dāng)今市�(chǎng)�(duì)隔離器的需求也與日俱增�

  從整體上來說,盡管市�(chǎng)需求出�(xiàn)極大增長(zhǎng),數(shù)字隔離器的價(jià)格依然會(huì)保持�(wěn)定。雖然在隔離器零部件方面一直存在著�(jià)格壓力,但當(dāng)今的隔離器解決方案仍在不斷增加新的特�,諸如低功率模式和安全能�。因�,當(dāng)今市�(chǎng)上隔離器解決方案將會(huì)繼續(xù)在提升價(jià)值的同時(shí)保持�(zhǎng)期的較低�(jià)��

  光耦方�,Avago 、Vishay、Toshiba、松�、NEC,以及臺(tái)灣冠�、佰鴻等都是行業(yè)翹楚,尤以Avago占市�(chǎng)�(yōu)�(shì)地位。隔離器市場(chǎng)則以ADI、NVE、TI、Silicon Labs 等廠商占主力�

      在低功耗方�,以安華高的�(chǎn)品超低功耗光電耦合器產(chǎn)品ACPL-M61L/061L/064L/W61L/K64L為例,它們比目前�(biāo)�(zhǔn)光電耦合器省�90%。這些光電耦合器可采用�(dú)特的集成電路�(shè)�(jì)和厚絕緣層材�,在不影響隔離和絕緣性能的條件下大幅度節(jié)省功�,目�(biāo)市場(chǎng)包括RS485、CANBus和I2C等通信接口、微處理器系�(tǒng)接口,以及A/D和D/A等模�(shù)�(zhuǎn)換應(yīng)用的�(shù)字隔��

維庫電子�,電子知�(shí),一查百��

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