評估工業(yè)隔離器性能的新動態(tài)共模抑制測試

　　長久以來靜態(tài)共模規(guī)格已經(jīng)成為測量和比較不同結(jié)構(gòu)或技術(shù)隔離器的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，然而舊的標(biāo)準(zhǔn)目前已經(jīng)不再適合作為測量和比較指標(biāo)，原因是了解終端系統(tǒng)運行狀態(tài)下輸入和輸出變化時的共模抑制(CMR，Common Mode Rejection)性能非常重要，如果可以進一步探討隔離器所采用的技術(shù)，例如光學(xué)、磁光、電容或射頻等更可使選擇過程更加妥善。

　　歷史最久并且最為完善的為使用紅外光的隔離技術(shù)，光學(xué)技術(shù)也是唯一由國際認(rèn)可IEC 60747-5-5安全標(biāo)準(zhǔn)涵蓋的技術(shù)，光電耦合器是一種允許信號于電路或系統(tǒng)間傳送，并保持電路或系統(tǒng)間電氣隔離的光電耦合半導(dǎo)體器件，市場上提供有單一或多通道光電耦合器產(chǎn)品，光電耦合器有時也被稱為光耦合器或光隔離器。

　　圖1顯示了典型光電耦合器中的構(gòu)成部件，通過提供足夠的絕緣厚度，可以極小化輸入和輸出間的寄生電容耦合，從而提高光電耦合器的CMR，另外，安華高科技(Avago Technologies)更通過使用環(huán)繞光檢測器的內(nèi)部法拉第屏蔽進一步強化光電耦合器的CMR，這個屏蔽允許光傳輸通過并將其他電干擾導(dǎo)向接地?！　?/p>

 

　　由最簡單的型式來看，光電耦合器包含一個作為信號傳輸?shù)腖ED和作為信號檢測的光傳感器，并于發(fā)射器和檢測器之間加入絕緣電壓介電材料，圖2的封裝X光圖顯示了基本的構(gòu)成部件。

　　發(fā)射器和檢測器間的介電絕緣材料對于建立高電壓耐受能力非常重要，并由國際安全標(biāo)準(zhǔn)加以定義，原因是它的厚度和介電強度決定了光電耦合器的高電壓絕緣能力。

　　封裝的選擇也可以使隔離器更為可靠并符合較嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)，Avago的光電耦合器由于在輸入LED到光檢測器的絕緣穿透距離(DTI，Distance Through Insullation)上大于其他非光學(xué)隔離器件，因此具有較好的CMR性能，爬電距離和電氣間隙封裝規(guī)格也由安全標(biāo)準(zhǔn)定義并標(biāo)注于產(chǎn)品數(shù)據(jù)表中，產(chǎn)品規(guī)格通常隨著特定封裝型式而在功能上有所不同。

　　如何測量靜態(tài)CMR?

　　圖3中的CMR測試電路顯示了典型波形，由隔離器輸入到輸出送入一個脈沖來模擬共模噪聲，并于輸出觀察可能發(fā)生的干擾，如果輸出維持在穩(wěn)定狀態(tài)并且沒有發(fā)生任何短暫的邏輯電平變化，就代表通過測試?！　?/p>

 

　　輸入側(cè)的雙向開關(guān)使得輸出不管在邏輯高電平和低電平時都可以進行CMR測量。