原创 磁耦隔离

隔离
　　一、什么是隔离？为什么要隔离？以及隔离会用在什么场合？
　　隔离电路的主要原因是保护电路不受危险电压和电流的损坏，进行隔离是防止电流在两通讯之间流动的一种方法，一般在两种情况下会采用隔离技术：
　　第一种情况是：在有可能存在损坏设备或危害人员的潜在电流浪涌时。如医疗上的应用、电机控制、总线隔离等方面。
　　第二种情况是：必须避免存在不同地位和分裂的接地回路的互连。
　　两种情况都是采用隔离来避免电流流过，而允许两点之间有数据或功率传送。
　　。
　　隔离应用在什么地方？
　　隔离普遍应用于包含高压、高速或高精度的通信、长距离通信的场合。常见的应用有：
　　&＃61550; 工业输入/输出系统
　　&＃61550; 接口方面
　　&＃61550; 电源
　　&＃61550; 电机控制
　　&＃61550; 仪器仪表
　　我们能在一个很广泛的市场领域中发现这些应用，包括：
　　&＃61550; 医学设备
　　&＃61550; 通信网络
　　&＃61550; 等离子显示器
　　&＃61550; 混合动力汽车设备
　　隔离涉及的参数是什么？
　　衡量绝缘器的隔离特性的参数有很多，包括：
　　&＃61550; 隔离等级
　　&＃61550; 额定工作电压
　　&＃61550; 瞬间抑制性（共模抑制）
　　一般情况下，一个隔离器件的隔离能力的通常描述参数是隔离等级和工作电压。此外,在隔离势垒间信号的传输通信能力是通过瞬态抑制能力来衡量的。下面将对这三种参数做逐一描述。
　　什么是隔离等级（隔离电压）？
　　绝缘体的隔离等级（也叫做隔离电压）是一个短时间内系统抗共模电压能力的量度。通常根据60Hz RMS来衡量，是器件在一分钟内承受输入与终端输出之间高压的能力。一般的隔离设备的隔离电压是2.5KV RMS。有的设备的这个参数会达到3.75KV RMS或者更高。隔离电压不能衡量器件长时间承受安全电压的能力，那是工作电压或额定电源电压来描述的。
　　什么是额定工作电压？
　　额定工作电压定义了稳定工作状态下器件能够承受的一个长时间持续的最大电压。一般是从100到600V RMS。
　　什么是瞬态共模抑制能力？
　　一个隔离器的瞬态共模抑制能力衡量了当维持正确的信号传输的时候输入和输出部分之间的瞬态共模影响。很多隔离器件对此参数没有相应规定，有规定的范围也是从5---25KV/μs。
　　隔离器件的其它重要工作参数？
　　理想的隔离器不需要消耗功率，传输信号没有误码，而且可以输入任何信号。因此其它重要工作参数包括：
　　&＃61550; 工作电流，输入信号电流，和输入驱动电流。
　　&＃61550; 延迟时间
　　&＃61550; 脉宽失真：即信号的输出脉冲宽度与输入信号脉冲宽度的差值
　　&＃61550; 传输速度：可以支持的最大信号数据传输速度
　　&＃61550; 工作电压范围：电源的工作电压范围
　　&＃61550; 工作温度：器件工作的温度范围
　　以上的工作参数究竟哪个更重要，这要根据用户的实际应用情况而定，往往有时在这个系统中重要的参数而在另一个系统中并不重要。
　　还有其它的相对比较重要的工作参数就是随工作温度变化，器件的功率变化情况，输入信号的噪音，还有直流输入情况或在掉电情况下的输出状态等。
　　传统隔离技术:
　　传统的隔离方式有哪些?
　　这里有三种通常的隔离技术:
　　&＃61550; 光电隔离
　　&＃61550; 变压器隔离
　　&＃61550; 电容隔离
　　在体积、成本、性能等各方面都有优缺点，传统的隔离方式是光电隔离：
　　什么是光耦?什么是光隔离?
　　光耦合技术是在透明绝缘隔离层(例如：空气间隙)上的光传输，以达到隔离目的。光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。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。
　　光耦合技术的主要优点是，光具有对外部电子或磁场内在的抗扰性，而且，光耦合技术允许使用恒定信息传输。光耦合器的不足之处主要体现在速度限制、功耗以及LED老化上。
　　什么是变压器隔离?
　　变压器隔离使用变压器线圈来使传输信息通过隔离势垒，隔离前端的电流变化通过线圈引起隔离另一侧的电流变化. AC信号(例如以太网)的隔离非常适合于变压器耦合.变压器隔离的优点是速度高，而且可以给隔离端供电.然而,变压器的体积比较大。.
　　磁耦技术(参看下面)是一种芯片级变压器隔离技术。
　　什么是电容隔离?
　　电容隔离使用电容器耦合数据信号通过隔离势垒.这种方式的功耗比较低，但在共模抑制方面却有很大的不足。
　　磁耦隔离
　　磁耦隔离技术
　　icoupler磁耦数字隔离器就是在上述背景下，由美国模拟器件公司ADI（Analog Devices Ins）设计开
　　发的一款适合高压环境的隔离电路。Icoupler技术是ADI公司的一项专利隔离技术，它是一种基于芯片尺
　　寸的变压器，而非传统的基于光电耦合器所采用的发光二极管（LED）与光敏三极管结合，因采用了高速
　　的iCOMS工艺，因此在功耗、体积、集成度、速度等各方面都优于光耦。同时能满足医用设备高电压工业
　　应用、电源以及其它高隔离度环境的严格隔离要求，非常适合在各种工业上的应用，包括数据通信、数
　　据转换器接口、各种总线隔离以及其它多通道隔离应用。
　　 磁耦产品有什么优势？
　　1、速度高：最高150Mbps;
　　2、功耗低：工作时的功耗仅为传统光耦产品的1/10；
　　3、瞬态抑制能力更强：25KV/US
　　4、体积更小：一个芯片上最多四个通道
　　5、应用方便：同一芯片内提供正向和反向通信通道，而且不用任何外围分立元件。
　　6、可靠性高，寿命长：省去传统光电转换部分，寿全与其它CMOS器件相同