数字隔离器原理及在电子产品中的应用

发布时间:2019年10月17日 16:10    发布者:xunavc
  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 www.elecfans.com
  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。欢迎转载,本文来自电子发烧友网(http://www.elecfans.com/)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。
  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:
  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
  D,使逻辑电平兼容应用
  使逻辑电平兼容应用
  2,Silicon Labs隔离产品在工业领域中的应用Silicon Labs隔离产品在工业领域中的应用
  A,隔离ADC数据
  隔离ADC数据
  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
  工业通讯隔离
  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。
  Silicon Labs隔离产品Si8405等能实现I2C的双向隔离在传统的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。欢迎转载,本文来自电子发烧友网(http://www.elecfans.com/)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:
  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。
  ADUM1301ARWZ-RL www.dzsc.com/ic-detail/9_12931.html技术参数
  品牌:ADI
  型号:ADUM1301ARWZ-RL
  批号:19+
  封装:16-SOIC
  数量:45000
  对无铅要求的达标情况 / 对限制有害物质指令(RoHS)规范的达标情况:无铅 / 符合限制有害物质指令(RoHS)规范要求湿气敏感性等级(MSL):1(无限)系列:iCoupler?
  包装:管件
  零件状态:在售
  技术:磁耦合
  类型:通用
  隔离式电源:无
  通道数:3
  输入-输入侧1/输入侧2:3/0
  通道类型:单向
  隔离电压:2500Vrms
  共模瞬态抗扰度(最小值):25kV/?s
  数据速率:1Mbps
  传播延迟tpLH/tpHL(最大值):100ns,100ns脉宽失真(最大):40ns上升/下降时间(典型值):2.5ns,2.5ns
  电源电压:2.7V~5.5V
  工作温度:-40°C~105°C
  封装/外壳:16-SOIC(0.295",7.50mm宽)
  供应商器件封装:16-SOIC


欢迎分享本文,转载请保留出处:http://www.eechina.com/thread-569841-1-1.html     【打印本页】
您需要登录后才可以发表评论 登录 | 立即注册

厂商推荐

关于我们  -  服务条款  -  使用指南  -  站点地图  -  友情链接  -  联系我们
电子工程网 © 版权所有   京ICP备16069177号 | 京公网安备11010502021702
回顶部