数字隔离工作原理及其应用

2012-03-16 14:08:29来源: 互联网
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,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。

  

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。

  

数字隔离在电子产品中的应用
数字隔离在电子产品中的应用

 

  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。

  

数字隔离在电子产品中的应用

 

  A,消除地线回路应用

  

数字隔离在电子产品中的应用

 

  B,实现电压传送应用

  

数字隔离在电子产品中的应用

 

  C,增加共模抑制比应用

  

数字隔离在电子产品中的应用

 

  D,使逻辑电平兼容应用

  

数字隔离在电子产品中的应用

 

  2,Silicon Labs隔离产品在工业领域中的应用

  

数字隔离在电子产品中的应用

 

  A,隔离ADC数据

  

数字隔离在电子产品中的应用

 

  特点是在高压电路中传送低压信号,消除地线回路,抑制共模噪声,低延时,高速度,可靠性高。

B,工业通讯隔离

  

数字隔离在电子产品中的应用

 

  能实现现场总线,器件总线,控制总线的隔离,能是用户和系统之间进行保护和隔离,传输速度快而且可靠性高。

  3,Silicon Labs隔离产品Si8405等能实现I2C的双向隔离,比光耦减少1/3空间,支持35mA开路输出,外围电路仅需要两个电阻和电容,支持时钟速度达1.7MHz。

  在传统的I2C通讯隔离中,需要将两套单向的隔离器件重复使用,才能将信号双向信号(比如Data)进行有效的隔离。

  

数字隔离在电子产品中的应用

 

  4,Silicon Labs隔离产品在能源系统中的应用,典型的有开关电源,灯光照明,逆变器,马达控制等等,在系统的应用机会如下:

  

数字隔离在电子产品中的应用

 

  Silicon Labs的数字隔离器件,具有速度高、隔离电压高、功耗低、可靠性高的特点,能很好的应用于电子产品中,并且可供选择的产品类型众多。在电子系统的应用中,Silicon Labs的数字隔离器件能很好地消除地线回路,增加共模抑制比,通讯数据隔离。

关键字:隔离  工作原理

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0316/article_15136.html
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