正確選擇數(shù)字隔離器的三要素

選擇正確的組合

數(shù)字隔離器在尺寸、速度、功耗、易用性和可靠性方面具有光耦合器所無(wú)法比擬的巨大優(yōu)勢(shì)。在數(shù)字隔離器領(lǐng)域，不同的絕緣材料、結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)傳輸方法組合造就不同的產(chǎn)品，而不同的產(chǎn)品適合不同的具體應(yīng)用。如上所述，基于聚合物的材料提供最魯棒的隔離能力，這種材料幾乎適合所有應(yīng)用，但醫(yī)療保健和重工業(yè)設(shè)備等要求最嚴(yán)格的應(yīng)用受益最大。為了實(shí)現(xiàn)最魯棒的隔離，聚酰亞胺厚度可以超過(guò)對(duì)電容而言的合理厚度；因此，基于電容的隔離最適合不需要安全隔離的功能隔離應(yīng)用。在這種情況下，基于變壓器的隔離可能是最合理的，特別是結(jié)合差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸方法，以便充分利用變壓器的差分特性。


圖3.不同的隔離器特性組合導(dǎo)致不同的品質(zhì)因數(shù)。有一點(diǎn)是毫無(wú)疑問(wèn)的：光耦合器遠(yuǎn)不如數(shù)字隔離器。

雖然每一位設(shè)計(jì)人員都會(huì)選擇最適合其應(yīng)用、擁有適當(dāng)平衡特性的隔離器，但有三個(gè)參數(shù)是非常重要的：時(shí)序、功耗，當(dāng)然還有隔離。為了對(duì)不同的技術(shù)進(jìn)行評(píng)估，考慮圖3中的情形。圖中采用的品質(zhì)因數(shù)基于時(shí)序/隔離能力，然后根據(jù)功耗繪出曲線(xiàn)。在這種情況下，我們選擇了浪涌耐受閾值（2μs上升時(shí)間和50μs下降時(shí)間的高壓脈沖，用來(lái)建立加強(qiáng)型隔離的適用性）來(lái)測(cè)量隔離能力。功耗表示1 Mbps數(shù)據(jù)速率下每通道的最大功耗，單位是mW；我們選用1 Mbps作為代表性的速率，因?yàn)榇蟛糠止拿舾行蛻?yīng)用工作在中等數(shù)據(jù)速率下。對(duì)于時(shí)序而言，我們關(guān)心信號(hào)跨越隔離柵傳輸?shù)目倳r(shí)序延遲。因此，它不僅包含傳播延遲，還包括抖動(dòng)和輸出上升與下降時(shí)間。

結(jié)論

ADI公司在開(kāi)發(fā)其數(shù)字隔離技術(shù)時(shí)，考慮了數(shù)字隔離四要素的各不同之處，并重點(diǎn)關(guān)注絕緣材料、隔離元件以及跨越隔離柵傳輸數(shù)據(jù)的方法。ADI公司的核心iCoupler技術(shù)基于聚酰亞胺絕緣和芯片級(jí)變壓器，因?yàn)檫@種組合可提供極佳的靈活性，不僅能集成其他功能（如隔離電源），還允許使用不同的數(shù)據(jù)傳輸方法。ADI將近14年來(lái)始終采用的脈沖方法依然可提供出色的能效和時(shí)序性能，同時(shí)保留采用其他具備自身優(yōu)勢(shì)的方法的可能性。所有這一切均可在不犧牲隔離能力的前提下實(shí)現(xiàn)，這是設(shè)計(jì)人員使用隔離器的首要原因。

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