标签: 数字隔离器

众所周知，传统燃油车可利用汽油发动机运转产生的余热为座舱供暖或给电池加热，但新能源车没有发动机，热量来源缺失，因此需要PTC（Positive Temperature Coefficient）加热器主动制热采暖。 PTC加热器是新能源车弥补“无发动机余热”的关键部件，通过“自限温电热转换”来为电池和座舱提供热量，是现阶段新能源车热管理系统中的核心制热方案之一。 PTC加热器类型可分为空气加热式（风暖型）和液体加热式（水暖型），其核心原理为： 当电流通过PTC元件时，电阻因焦耳效应发热，热量通过空气或冷却液介质传递至电池组（低温时保温以提升充放电效率）或乘员舱（供暖）； 而随着温度升高，PTC元件电阻还会呈非线性急剧增大，自动限制电流输出以避免局部过热，实现“自限温”保护。 值得一提的是，PTC加热器通常工作在高压直流回路（如400/800V动力电池直流电压）中，而控制单元（如MCU、传感器）属于低压电路（12V/24V车载低压系统），因此必须对其采取有效电气隔离措施以防止高压窜入低压系统损坏敏感元件，并保护驾乘人员的生命安全，同时满足严苛的电气安全设计规范。 数字隔离器，如何确保新能源汽车PTC的安全性？ 新能源汽车PTC加热器的工作原理为车主或系统通过CAN/LIN总线发出制热命令后，MCU/DSP开始驱动IGBT或其他功率管，从而控制PTC加热器导通高压电进行加热； 通常，PTC加热器中会集成多个PTC电阻，系统可通过控制不同数量电阻的通断实现多挡位的功率输出，灵活匹配座舱供暖或电池加热的不同需求。 如上图所示，在新能源汽车PTC加热器的电气隔离方案中，PTC加热器（HTR）由汽车高压电池平台（HV）供电，MCU/DSP由5V直流电供电，两者间主要通过隔离驱动芯片与隔离采样芯片实现低压控制与高压加热的安全协同。 其中，隔离驱动芯片负责在实现电气隔离的前提下，放大并提升来自MCU/DSP低压控制信号的驱动能力，以高效驱动高压侧PTC加热器功率回路的导通/关断； 隔离采样芯片负责在实现电气隔离的前提下，精准采集高压侧PTC加热器的相电流/母线电流信号，为MCU/DSP对PTC加热器的精准控制（如功率调节、故障保护等）提供逻辑依据。 而数字隔离/隔离接口芯片则负责在实现电气隔离的前提下，完成LIN/CAN等车载总线与MCU/DSP的信号交互，使MCU/DSP可通过这些通信接口与整车其他系统安全协同，精准、高效地调控PTC加热器的运行。 数字隔离器，新能源汽车PTC的安全之“芯” 作为新能源汽车PTC的安全之“芯”，数字隔离器的核心价值不仅在于实现高低压电路的电气隔离，更在于通过稳定可靠的信号传输、精准高效的参数采样与抗干扰能力，为PTC加热器的安全运行筑起多重防护屏障。 然而，要充分发挥数字隔离器的这些核心价值，就需要其具备足够高的隔离电压以抵御高压窜扰风险，以及强大的抗电磁干扰能力与长期可靠性来适应复杂的车载环境。 例如，华普微自主研发的CMT812X（2通道）、CMT804X（4通道）与CMT826X（6通道）系列标准数字隔离器不仅支持高达5 kVRms隔离电压、8kV浪涌能力以及40年以上的预期使用寿命，还可显著增强器件电磁兼容性（EMC），可有效满足系统级ESD、EFT、浪涌和辐射方面的合规要求。 CMT8602X系列增强型隔离式双通道栅极驱动器不仅具有4A峰值拉电流和6A峰值灌电流，还可驱动高达5MHz的功率MOSFET，IGBT和SiC MOSFET，具有一流的传播延迟和脉宽失真度。 CMT130X系列隔离采样芯片不仅能有效阻断高压电流及电磁噪声传导至低压电路中，还能为MCU提供高精度的采样电流、电压及温度等实时信号以支撑实现PTC加热器的高效、可靠运行。 CMT104X系列高可靠性隔离式CAN收发器不仅能提供±70V 直流母线故障保护功能和±30V共模电压范围，还支持高达5Mbps的数据速率（CAN FD 模式），可实现更为快速的数据传输。 展望未来，随着新能源汽车向高压化、智能化及轻量化方向加速演进，PTC加热器将面临更高功率密度、更快响应速度及更严苛安全标准的挑战，而数字隔离器则将在保持高隔离性能的基础上，持续向高集成化、低功耗及智能化方向升级，以持续满足新能源汽车热管理系统的安全需求，助力全球新能源汽车产业的高质量发展。

在智能化、数字化与信息化的时代浪潮下，物联网凭借着多频段间的通信协同能力与多协议间的通信兼容能力构建起了一张张无缝互通的IoT设备网络。从Sub-GHz频段到2.4GHz频段，从BLE/Wi-Fi协议到LoRa/Wi-SUN协议，多种频段资源与通信协议不仅推动了智能抄表、智能家居与工业自动化等领域的繁荣发展，还为万物互联的未来愿景奠定了坚实的底层通信基础。 然而，随着无线通信技术的高速发展与全球IoT设备数量的持续增长，频段资源的有限性愈发凸显，在科技园区、交通枢纽与CBD等通信密集区域，同一频段下已难以容纳更多IoT设备的通信需求，因此如何保证IoT设备在各种复杂环境中维持稳定、高效与高可靠性的通信质量，已成为物联网行业中可持续发展的核心命题。 数字隔离器会导致多频段通信干扰？ 近期，经多名客户反馈，他们在IoT设备上集成市面上主流的基于OOK（On-Off Keying，开关键控） 射频调制技术开发的电容耦合数字隔离器时，发现各家厂商都有部分数字隔离器会对多种通信频段产生干扰，且存在不可控性，因此向华普微提出需求，以解决这一干扰现象。 资料显示，基于OOK射频调制技术的电容耦合数字隔离器需通过高频载波（如数百MHz至1GHz）来实现高速数据传输，而高频信号的快速切换会引入丰富的谐波分量。通常，OOK射频调制技术所产生的谐波分量与数字隔离器所使用的主频点（高频载波频率）以及调制信号的传输速率有关。 信号未经过数字隔离器的波形 信号经过数字隔离器的波形 如上图所示，经华普微隔离器研发团队实测表明，基于OOK射频调制技术的电容耦合数字隔离器具有显著的频点特性，部分隔离器主频点所产生的倍频信号（即谐波分量）会与2.4GHz等主流频段高度相近或直接重叠，导致客户IoT设备在蓝牙、Wi-Fi等2.4GHz通信频段或其他通信频段上的通信质量受到影响，并发生信号延迟、信号失真与通信中断等现象。 例如，当某数字隔离器以主频点（如400MHz）运行时，其倍频信号（即谐波分量）会直接生成2.4GHz附近的强辐射信号，并通过非线性电路（如开关器件、PCB寄生参数）向外辐射，与Wi-Fi、蓝牙等2.4GHz通信频段产生重叠，从而干扰其设备在2.4GHz通信频段下的通信质量。 华普微隔离器研发团队证实，基于OOK的电容耦合数字隔离器会对其他通信频段产生干扰问题的本质是其倍频信号（即谐波分量）与敏感频段的相近和重叠。 值得一提的是，这种干扰现象已使得多频段干扰从理论隐患演变为系统性挑战，迫使行业在隔离性能与电磁兼容性之间寻求新的平衡点。 如何解决数字隔离器的多频段干扰现象？ 为迅速解决这一行业痛点，保障客户产品在集成基于OOK的电容耦合数字隔离器时能在其他通信频段中（如315MHz、433MHz、 868MHz、915MHz、2.4GHz等）维持良好的通信质量，华普微针对前文所述干扰机制自主研发了一种从射频链路源头抑制谐波的数字隔离器，即定频隔离器。 定频隔离器不仅能有效解决客户IoT设备在集成数字隔离器时所产生的多频段干扰现象，还能通过优化设计与技术创新，提升信号传输的纯净度与稳定性。与市场上采用OOK技术的电容耦合隔离器相比，本方案可凭借华普微成熟的射频技术稳定隔离器的主频点，并降低对2.4GHz或其他通信频段信号的干扰。 对于华普微而言，通过开发定频隔离器不仅能填补市场对具备良好电磁兼容性数字隔离器的需求，解决客户担心的多频段干扰问题，并显著降低工程技术团队在产品筛选、测试环节的时间成本与资源投入，还能融合华普微的射频优势，打造差异化与多元化的增长策略。 现阶段，定频隔离器已可进行样品申请，如果您正在为数字隔离器的多频段干扰现象而头疼，欢迎私信交流，我们将竭诚为您服务。

众所周知，全球公认的人体安全电压为不高于36V，持续接触安全电压为24V，而电网电压通常为220-240V（50/60Hz、单相），你可曾疑惑，我们每天都在频繁接触的冰箱、空调、洗衣机与油烟机等家电设备是如何隔绝电网高压的？仅靠绝缘材料能实现人与家电设备的安全交互吗？ 答案自然是否定的，以国内为例，除采用绝缘材料外，家电类设备还必须满足GB 4706系列强制性国家标准对于电气安全、机械安全与电磁兼容等方面的硬性要求，并需根据设备类型完成能效标识备案、RoHS认证、CCC认证、卫生安全认证等强制性或自愿性的认证、测试及备案后，方可上市销售。 其中，电气安全、电磁兼容作为确保设备稳定运行与人机安全交互的重要要求，必须严格按照标准执行，而数字隔离器作为一种能有效隔绝高低压电路间的电气连接、阻断电磁辐射与共模噪声的干扰、保障信号传输质量的安全之“芯”，已成为当代工程师设计安全、可靠、稳定的电路系统标配硬件之一。 数字隔离器，如何守护电路安全？ 随着全球产业向智能化、自动化、精细化与规模化等方向持续发展，数字隔离器已发展成为家电器件、工业控制、能源管理与信息通讯等多种电气系统中连接“弱电”与“强电”的关键桥梁，其主要作用是通过电气隔离的方式消除高、低压电路间的干扰因素，以保证电气系统运行的稳定性与可靠性。 数字隔离器在家用空调中的应用 以华普微自主研发的电容耦合式数字隔离器在家用空调电路中的应用方案为例，CMT812X系列标准数字隔离器可用于空调内机与空调外机的通信电路（RS485/CAN）之间，能有效消除空调内外机间信号线上的共模干扰（外机压缩机、风机的电磁噪声易通过地线/信号线串扰内机MCU），确保温度、状态、控制信号的准确传输与交换。 CMT860XX系列隔离栅极驱动器可用于连接空调外机中低压控制电路与高压变频器电路，能有效阻断高低压“窜流”，保护MCU控制电路，同时抑制共模噪声、电磁干扰、地电位差等不良干扰，并放大PWM（脉冲宽度调制）信号从而精准控制压缩机的转速，提升空调能效。 CMT130X系列隔离采样芯片可用于变频器高压母线与MCU控制电路之间，能阻断高压母线的危险电流及电磁噪声传导至低压电路中，并为MCU提供高精度的母线电流、电压及温度等实时信号以支撑实现变频器的高效、可靠运行。 稳定、高效的国产化数字隔离器 值得一提的是，为提振行业市场活力、注入新质生产力并增强国际竞争力，国产数字隔离器的“技术浓度”与“性能指标”正持续攀升，其不仅实现了更低的工作功耗、更强的抗干扰力与更快的传输速率，还以更高的隔离电压确保了系统的安全稳定性，可有效提升系统的工作性能与响应速度。 例如，华普微基于433MHz射频技术自主开发的数字隔离器就可有效提升终端设备的运行稳定性，其工作原理为通过OOK调制技术将MCU输入的数字信号调制为高频脉冲信号（具备交流特性），而后通过电容电场耦合传输至信号接收端，信号接收端再将其解调输出为原来的数字信号，从而实现高低压电路的电气隔离。 此类数字隔离器不仅能在隔离电压（≥5kVrms）、共模瞬变抗扰度（CMTI≥200kV/μs）与浪涌电压（10kV）等传统性能指标上达到行业一流水平，还能在传输速率（150Mbps）、传输延迟（9ns）等与射频性能相关的关键通信指标上达到行业顶尖水平。 目前，华普微数字隔离器已全面覆盖标准数字隔离、隔离接口、隔离驱动与隔离ADC/运放等多个细分领域，且符合UL1577、VDE 0884、CSA 60950、CQC GB 4943等多种认证要求，可全面助力国内外厂商实现对各种电气隔离方案的迭代升级。

众所周知，在工业控制领域中，变频器是一种应用变频技术与微电子技术，通过改变交流电机的供电频率和电压来精准控制电机转速的电力控制设备，其不仅能间接提升电机的能效比，实现节能减排，还集成了过流、过压、过载等保护功能，是现代工业中被广泛使用的、不可或缺的重要设备之一。 一种通用变频器的主电路示意图 如上图所示，变频器是一个集成了整流、滤波、逆变等功能的完整电气装置，其工作原理为将工频交流电（如380V/220V、50Hz）整流为直流电，再通过滤波电路对整流后的直流电进行平稳化处理，最后通过逆变电路将平稳的直流电逆变为频率可调的交流电，从而改变交流电机的供电频率，实现电机的转速调节。 变频器中，为什么要进行电气隔离？ 值得一提的是，变频器中的MOSFET/IGBT功率管在工作过程（DC-AC逆变）中会进行高速开关动作，并产生高频谐波、电磁辐射与共模噪声等不良干扰现象，进而引发控制系统误动作、信号失真、通讯中断与测量仪表失准等一系列问题。 故此，为抑制不良干扰现象，确保信号的精准传输，同时阻断变频器主电路（整流、逆变）中数百至数千伏的高压电流传导至低压控制电路，避免安全隐患的发生，采取有效的电气隔离措施已成为设计高端、可靠、稳定变频器的必然选择。 而数字隔离器作为一种能在电气隔离状态下实现信号稳定传输的关键器件，不仅能阻断高低压电路之间的电气传导路径，还能隔绝电磁辐射与共模噪声对信号传输的干扰，已成为当前市场中提升变频器系统稳定性与电气安全性的核心器件之一。 数字隔离器，如何守护变频器的安全运行？ 随着现代工业向高精度、高能效等方向持续发展，数字隔离器已成为变频器中连接“弱电控制”与“强电功率”的关键桥梁，它通过电气隔离、噪声抑制和信号保真，解决了电磁干扰导致的系统不稳定问题，同时还能保障敏感元件与操作人员的安全。 一种典型变频器电路的电气隔离方案示意图 如上图所示，在华普微为变频器所提供的电气隔离方案中，CMT860XX等隔离驱动芯片可应用在系统主控MCU与功率管（MOSFET/IGBT）之间，能有效防止高压窜入控制侧损坏敏感元件，同时放大PWM控制信号以提供足够驱动电流，适配宽禁带半导体的高频开关需求，且其还集成了失效防护机制，可保障变频器电路的高效、可靠运行。 CMT130X等隔离采样芯片可应用在MCU与高压母线之间，能阻断母线高压向控制电路窜入的风险，同时还能有效抑制噪声干扰，对母线电压、电流等模拟信号进行采样，为MCU提供高精度的数字化采样数据，大幅提升系统可靠性。 CMT812X、CMT804X等标准数字隔离芯片可被应用于主控MCU与串行总线（RS485/SPI/IIC）之间，能有效消除接地环路、阻断噪声通过地线或信号线耦合到通信链路，确保数据通信的稳定性。 展望未来，随着工业自动化与绿色制造的加速推进，数字隔离器作为保障电力电子设备安全运行的核心器件，其发展将深度契合工业领域的变革迭代需求，向集成化、低功耗、高性能等方向持续突破，为工业装备的安全高效运行筑牢基础，助力制造业向高质量、可持续方向发展。

2025年年初，在国家发改委和国家能源局联合发布的《关于深化新能源上网电价市场化改革 促进新能源高质量发展的通知》（〔2025〕136号文件）中有明确规定，6月1日后，新能源增量项目（风电、太阳能发电）的上网电价原则上需通过市场交易形成，上网电价由市场供需决定，企业可选择“报量报价”参与交易或接受统一的电力市场价格，彻底脱离政策的补贴依赖。 在此新政策的影响下，依赖补贴的光伏产能将会被逐渐淘汰，而市场电价的不确定性则将致使新能源行业从“政策驱动”向“市场驱动”加速转型。 新政策的发布不仅重塑了新能源电站的投资开发逻辑，更掀起了光伏、风力发电等企业对如何提高能源转换效率以实现降本增效的探讨热潮。 现阶段，光伏行业中，为达成提升市场竞争力与盈利性的目的，光伏逆变器企业已开始向更高功率段发起冲锋，逆变器市场开始相继推出400kW+超高功率的逆变器产品。 然而，更高的功率密度与电压等级也给逆变器带来了更为严苛的电气安全挑战，因此，如何采用适宜的电气隔离措施以确保逆变器安全可靠运行，同时实现更优的降本增效，已成为业内关注的核心议题之一。 数字隔离器，为光伏逆变器保驾护航 光伏逆变器作为光伏系统的“能量转换引擎”，核心功能是将太阳能电池板所产生的直流电转换为符合电网标准的交流电，同时通过内置MPPT（最大功率点跟踪）算法实时追踪功率峰值以提升发电效率，并承担过压、过流、孤岛效应防护等安全职责，以保障系统合规并网与稳定运行，其综合性能直接决定着光伏系统的发电效益、可靠性与并网兼容性。 一种并网光伏系统示意图 而数字隔离器作为光伏逆变器中的“电气安全核心”，不仅能适应光伏逆变器功率密度持续突破、光伏系统电压等级持续攀升的发展新趋势，还能配合更高功率的逆变器为光伏市场提供能源转换效率更高、抗干扰能力更强、安全性能更优且兼顾降本的解决方案。 数字隔离器的核心功能是提供可靠的电气隔离能力，以防止电气噪声沿电路传播，防止电源噪声、外部电磁干扰等进入低压数字电路，同时确保低压数字信号传输的稳定性与精准性。 可以说，数字隔离器直接决定着光伏逆变器的系统防护水平与信号传输质量，是保障逆变器高效、安全运行的重要芯片之一。 数字隔离器，光伏逆变系统的“安全防线” 随着集中式光伏电站、大型储能电站与快速充电桩等高压数字控制应用的电气隔离需求日益增长，高效率和高可靠性的数字隔离器已成为守护各类高低压电气系统的“安全防线”。 光伏逆变系统中的电气隔离解决方案 例如，在华普微为光伏系统所提供的数字隔离解决方案中，CMT812x、CMT804x等数字隔离芯片被应用于MCU/DSP与串行总线（RS485/SPI/IIC）之间时，可消除接地环路、阻断共模噪声（如功率开关器件产生的高频噪声）通过地线或信号线耦合到通信链路，确保数据通信的稳定性（如采样数据、控制指令的准确交互）。 CMT8602x、CMT8603x等隔离驱动芯片被应用于MCU/DSP与功率器件（IGBT、MOSFET、SiC MOSFET）之间时，可实现低压控制侧与高压功率侧的电气安全隔离，规避噪声干扰，并有效放大控制信号以提供足够驱动电流，适配宽禁带半导体的高频开关需求，且其还集成了失效防护机制，可实时保护功率器件，保障光伏逆变系统的高效、可靠运行。 CMT1306等隔离ADC芯片被应用于MCU/DSP与高压直流母线之间时，可实现低压控制侧与直流母线的电气安全隔离，阻断母线高压向控制电路窜入的风险；同时能直接对母线电压、电流等模拟信号进行隔离采样并转换为数字信号，无需外接ADC，确保信号传输的抗干扰性与准确性，为MCU/DSP提供高精度的数字化采样数据，同时简化系统电路设计并提升可靠性。 展望未来，随着能源转换效率的不断提高与突破，数字隔离芯片将持续以技术创新为核心驱动力，在适配更高功率密度、更复杂电网环境的同时，进一步优化性能与成本结构，为光伏行业在平价上网时代下的高效并网、可靠运行与全球化竞争提供关键的电气安全支撑，推动新能源产业向清洁低碳的可持续发展目标加速迈进。