数字隔离器原理及在电子产品中的应用
发布时间：2019-10-17 16:01
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 |
网友评论