数字隔离在电子产品中的应用

时间：2010-10-21 09:19:05

关键字：数字隔离电子 BSP ABS

手机看文章

扫描二维码
随时随地手机看文章

[导读]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

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：

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。

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：

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。

4，产品的隔离性能很好，其参数如下。

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。

A，消除地线回路应用

B，实现电压传送应用

C，增加共模抑制比应用

D，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

A，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

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。