数字隔离在电子产品中的应用

2010-11-02 09:37:08来源: 世强电讯

  当前的电子系统中,往往有很多数字信号和模拟信号需要进行传递,同时要求有很高的电阻隔离特性,实现电子系统与用户之间的隔离,多采用光耦、磁隔离和电容隔离来实现,但其功耗、速度、隔离电压等方面往往不能达到最优。针对隔离产品市场,Silicon Labs公司推出以无线传输来实现信号的隔离和传递,同时在性能方面得到了很大的提升。

  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:

传播原理

  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,最高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。

以Si84xx为例说明其工作原理

  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:

调制和解调信号

  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:

Silicon Labs隔离产品

Silicon Labs隔离产品

  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,集成度最高的隔离器。最高速度达到150Mbps,一个IC最高能集成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。

数字隔离可供选择的产品非常多

  4,产品的隔离性能很好,其参数如下。

产品的隔离性能参数

  三、Silicon Labs隔离产品的性能及应用

  1,Silicon Labs隔离产品能消除地线回路的问题,实现不同电压的传送,增加共模抑制比等。

Silicon Labs隔离产品能消除地线回路的问题

  A,消除地线回路应用

消除地线回路应用

  B,实现电压传送应用

实现电压传送应用

  C,增加共模抑制比应用

增加共模抑制比应用

[1] [2]

关键字:数字隔离

编辑:金海 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2010/1102/article_2671.html
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