标签: 数字隔离器

在工业自动化领域中，PLC（可编程逻辑控制器）和 DCS（分布式控制系统）是两种最为常见的控制技术。它们凭借着高可靠性、高灵活性与高自动化程度等显著优势，在工业自动化行业中发挥着不可替代的作用，并已被广泛应用于机械臂自动装配、发电机功率调节、石油炼制、化工生产、交通信号控制与地铁轻轨控制等众多工控场景之中。 一种典型的现代工业总线控制系统 而数字隔离器，作为工业自动化领域中低压控制系统与高压设备进行信息传输的“安全桥梁”，其不仅能有效阻断高压电气向低压控制系统的传导路径，保障操作人员与控制系统的安全，还能通过抑制共模噪声与电磁干扰，确保微弱控制信号能在强电场环境中进行准确传输。 数字隔离器，工业自动化的“行业刚需” 现阶段，在工业4.0的发展浪潮下，全球制造业的智能化程度正持续加深，企业生产线上的底层硬件需求亦被加速重塑。通常，工业用电为220V/380V的交流电，而人体的安全电压仅为38V，因此必须对高低压之间的信号传输进行电气隔离。 工业自动化领域中的隔离需求 如上图所示，在工业自动化产线中，PLC/DCS作为工业控制的核心，往往需要实时采集现场传感器的模拟量信号，并通过数字逻辑处理后驱动执行机构。这一过程中，传感器端的微弱电流信号与PLC主控系统的高压供电之间若缺乏隔离，不仅会导致信号串扰，还可能因共模电压引发致命故障。 此外，每个PLC/DCS节点都控制着一个至多个变送器、机械臂、变频器、伺服等设备，而出于UL1577和IEC 61010等安规需要，任何涉及人机交互或高低压混合的场景，都必须通过电气隔离构建安全屏障，因此这些设备同样需要使用数字隔离器进行电气隔离，数字隔离器已然成为了工业控制系统中不可或缺的刚需品。 数字隔离器，为工业控制“保驾护航” 在工业控制系统中，数字隔离器主要通过电容耦合技术，在隔离电气连接的前提下实现数据信号跨电压域传输，既可保护低压控制电路，又能确保高压端动作的精准触发。 而随着工业物联网的深化，未来工厂对实时性、安全性和设备密度的要求将进一步提升，因此高集成、低功耗的数字隔离器势必将与新一代工业控制系统深度融合，为无人化车间、预测性维护等工控场景提供更强大的底层支撑。 例如，华普微基于二十余年Sub-GHz射频芯片技术底蕴与精密制造工艺自主研发的数字隔离器，不仅具有高隔离耐压、高CMTI（共模瞬态抗扰度）、高传输速率、高集成度、低传输延迟与低成本等优势，还采用了独特的“预制芯片”生产方案，最短仅需3天，即可完成从客户下单到产品出货的整套生产交付流程，实现生产流程的优化与加速。 “预制芯片”生产方案示意图 高性能标准数字隔离芯片 ——CMT812X（2通道）、CMT804X（4通道）与CMT826X（6通道）系列产品已通过UL、CSA、CQC等安规认证，电气隔离耐压高达5kVrms，信号速率高达150Mbps，典型传播延迟9ns，CMTI＞±200kV/μS，同时通过创新性的芯片设计和布局，还显著增强了器件的电磁兼容性，可满足系统级ESD（静电放电）、EFT（电快速瞬变脉冲群）、浪涌和辐射方面的合规要求。 高性能隔离接口芯片 ——CMT810X（I2C）、CMT10XX（CAN）与CMT8308X（RS-485）系列产品已通过UL、CSA、CQC等安规认证，电气隔离耐压高达5kVrms，CMTI＞±150kV/μS，且能以低功耗提供高电磁抗扰度和低辐射。 高性能隔离驱动芯片 ——CMT8602X、CMT8603X系列产品已通过UL、CSA、CQC等安规认证，电气隔离耐压高达5kVrms，CMTI＞±150kV/μS，拥有4A峰值拉电流和6A峰值灌电流，可驱动＞2MHz开关频率的功率器件。 从传统制造到智能工厂，从单一设备到万物互联，数字隔离器虽只是其中一个微小的电子元器件，却足以隔绝数千伏特的危险电压，为工业控制“保驾护航”。

在传统工业与现代科技高速交融的发展浪潮中，AC-DC数字电源作为电能转换的核心枢纽，不仅能将交流电精准地转化为直流电，还可通过软件编程实现电流限制、过温保护与设定输出电压等多种功能，是现代众多电力电子基础设施中不可或缺的精密供能单元。 交流电网 从工厂车间中高速运转的自动化设备，到数据中心支撑海量运算的服务器集群，AC-DC数字电源都可凭借着数字化（DSP/MCU）的控制架构，精准调节PWM波形与闭环反馈参数，提升电网能量的转换效率与输出精度。 然而，随着各种电力电子系统朝着更高功率密度、更高智能化的方向演进，如何在复杂的电磁环境中保障AC-DC数字电源的安全性与能效性已成为一项关键命题。 AC-DC数字电源中常见的电路拓扑架构为PFC（功率因数校正）+LLC谐振变换器。该架构一般会使用两颗主控芯片（DSP/MCU）协同工作，原边一颗，副边一颗。原边主控芯片主要负责PFC的控制，副边主控芯片主要负责LLC部分，以及对外的信息交互。 而在整个电源系统中，数字隔离器作为实现不同电位电路间数字信号传输与电气隔离的关键元器件，则肩负着保障系统安全与性能的重要使命。 华普微数字隔离器在AC-DC电源中的应用方案示意图 以华普微数字隔离器在 AC-DC 电源中的应用方案为例： 在PFC整流部分， 隔离驱动器CMT860XX主要用于实现PFC高压电路与原边DSP控制电路之间的电气隔离。同时，它还能有效阻挡高压电路产生的电磁干扰向控制电路传播，并放大与增强控制电路的输出信号，以满足功率开关管的导通和关断要求，确保控制信号的准确性和稳定性。 而与之配合的隔离运放器CMT1300/1311在承担电气隔离重任的同时，还能精准采集PFC整流部分的输出电流信号与电压信号，并将其转换为控制电路可以处理的信号，为电源的稳定控制提供准确的判断依据。 在直流功率转换部分， 隔离驱动器CMT860XX主要用于实现LLC高压电路与副边DSP控制电路之间的电气隔离，防止电磁干扰影响控制电路。同时，它还能通过放大与增强控制电路的输出信号，提高整个电源系统的抗干扰能力。 此外，LLC谐振变换器主要依赖精确的开关时序控制来实现软开关（如零电压开关 ZVS 和零电流开关 ZCS），以降低开关损耗。而CMT860XX能够准确地传递控制电路发出的开关信号，确保功率开关管按照预定的时序进行导通和关断，实现高效的功率转换。 数字隔离器CMT812X主要用于实现副边DSP控制电路与外部通信电路之间的电气隔离。它能有效抑制共模噪声、差模噪声和地电位差对通信的干扰，显著增强CAN通信信号的抗干扰能力，大幅降低误码率，保障通信数据传输的可靠性。 在PFC整流部分与直流功率转换部分之间， 数字隔离器CMT812X/CMT804X主要用于实现原边控制电路与副边控制电路之间的电气隔离，可进一步完善整个电源系统的隔离防护体系。 展望未来，在追求产业能效升级与绿色化、智能化发展的双重驱动下，华普微数字隔离器将继续以 “安全” 与 “高效” 为核心，持续助力AC-DC数字电源向更精密、更可靠的方向发展，为电源行业的可持续发展注入强劲动力。

啊，这些数字隔离器是在433MHz射频芯片基础上发展出来的，这是真的吗？ 在工业控制、新能源与汽车电子等领域，数字隔离器作为保障电气系统安全与稳定运行的核心电子元器件之一，正面临着性能升级与成本控制的双重挑战。而华普微，作为国内Sub-GHz射频技术先行者、芯片累计出货超10亿颗的射频专家，已成功将射频“基因”烙至电容隔离技术之中，可为行业提供更高效、可靠、灵活的数字隔离器解决方案。 目前，华普微已具备从芯片设计到封装测试的全流程自主可控能力，通过强大的射频“基因”与精密制造工艺，华普微数字隔离器不仅可实现更高的隔离电压、更强的共模瞬变抗扰度（CMTI）与更低的运行功耗，还能实现更快的数据传输速率与更低的数据传输延迟。 华普微，从射频专家到数字隔离专家 所谓数字隔离器，实际上就是在一颗芯片两侧实现的一个微型无线射频收发系统。在此系统中，射频发射端将要传输的数据信号通过OOK调制为高频脉冲信号，而后在电容电场的耦合作用下，高频脉冲信号耦合至射频接收端，并通过OOK解调为初始的数据信号，从而在电气隔离环境中完成数据信号的有效传输。 基于以上工作原理，可将数字隔离器视为一类射频芯片。而在射频芯片领域，华普微已潜心耕耘了二十余载，是国内唯一一家能同时提供包含射频信号处理和传输、信号测量、信号隔离保护等完整信号链芯片设计能力的企业。 基于成熟的射频工艺平台，华普微旗下基础数字隔离芯片、隔离接口芯片与隔离驱动芯片等产品性能已可直接媲美国际主流产品。对于华普微而言，做一款产品从来就不是在参数表上进行简单的比拼，而是对技术的深度理解与突破，我们致力于用技术创新蹚出差异化的发展道路，而非在红海市场中用价格战的镰刀削弱企业的自主创新能力。 华普微，极致性价比的数字隔离器 在集成电路行业，对于客户而言，切换供应商往往意味着重新设计电路、测试验证、承担未知风险。而华普微的数字隔离器可Pin-to-Pin完美兼容市场中的主流型号，无需改动电路设计即可实现“无缝替换”。 同时，在当今国际贸易局势愈发紧张的背景下，实现对重要电子元器件的国产化替代是增强企业供应链稳定性与安全性的必要手段。而数字隔离器作为各类高压电气系统中的“安全守护者”，推进其国产化不仅能降低对进口产品的依赖，还能更好地满足本土化的发展需求。 此外，通过特色的“预制芯片”生产方案，华普微的数字隔离芯片最短仅需3天，即可完成从客户下单到产品出货的整套生产交付流程，产品质量稳定可靠，且完全排除了因备货不足而导致客户交期延长的隐患，在全球市场中极具竞争优势。 在“内卷”时代，华普微选择了一条艰难的路：让技术创新成为破除同质化竞争的重锤。华普微数字隔离器，不是简单的市场“跟随者”，而是以射频技术重新定义数字隔离器的 “革命者”。华普微坚信，唯有将底层技术创新与客户需求深度结合，才能在激烈的市场竞争中走出特色化、差异化的发展道路。

近年来，在能源转型的战略驱动下，我国新能源汽车的保有量持续攀升，并直接推动了充电桩市场的快速增长。据中国充电联盟（EVCIPA）统计数据显示，2024全年，我国充电基础设施增量为422.2万台，新能源汽车国内销量1158.2万辆，充电基础设施与新能源汽车继续保持快速增长，桩车增量比约为1：2.7 。此外，截至2024年底，我国充电基础设施累计数量为1281.8万台，同比上升49.1% ，市场前景一片繁荣。 然而，随着国际贸易壁垒高企与国内内卷态势加剧，在此繁荣的市场中，充电桩厂商们亦面临着新的挑战。为提升产品竞争力，充电桩厂商亟需通过降本增效来应对市场竞争压力，同时还需加大对国产元器件的应用比例，以增强供应链的稳定性和安全性。例如，数字隔离器作为充电桩中的“安全守护者”，推进其国产化不仅能够降低对进口元器件的依赖，还能更好地满足本土化需求，为行业的可持续发展提供有力支撑。 充电桩不可或缺的安全需求：数字隔离器 在汽车充电桩的电气系统中，数字隔离器是确保充电桩在各种复杂电气环境和恶劣工况下安全、稳定运行的核心元器件之一，其主要负责将不同电压等级的电路隔离，以防止强电电路对弱电电路造成干扰和损坏，并保障弱电电路的控制信号能准确地传输至强电电路中。 · 电气隔离方面 ，充电桩工作时，内部的充电模块会产生高电压与大电流，若这些强电信号直接接触到负责控制和通信的弱电电路，则极易导致芯片烧毁，致使充电桩失去正常工作的能力。而数字隔离器凭借着二氧化硅（SiO2）与聚酰亚胺（PI）等具备极高电阻率和介电性能的绝缘材料，拥有着极高的隔离电压，可实现有效的电气隔离，避免充电桩系统瘫痪引发电气火灾等严重后果。 · 信号传输方面 ，充电桩工作时，内部的充电模块需要与控制模块进行高精度、高速度的信号交互，以实时监测充电过程中的电流、电压以及温度等参数，使控制系统能够及时根据充电状态调整充电策略，实现高效、安全的充电过程。而数字隔离器凭借其出色的抗干扰能力，能在此过程中保证数据信号在不同电路之间稳定传输，避免因信号失真和电磁干扰引发电气安全事故。 数字隔离器在充电桩中的应用方案简示图 例如，在上图所示的应用方案中，CMT860XX隔离驱动芯片 是保障低压控制电路稳定、安全地控制高压功率电路的核心元器件，其不仅可支持高达5.75kV的隔离电压，还可高效抑制共模噪声（CMTI＞150 kV/us），避免电磁干扰（EMI）导致控制信号失真。此外，CMT860XX还具备着4A峰值拉电流，6A峰值灌电流输出的能力，可高效控制开关器件（如IGBT、SiC MOSFET），实现高效功率因数校正，并抑制米勒效应导致的误开通现象。 CMT812X、CMT804X系列基础数字隔离芯片 支持高达5kV的隔离耐压与150Mbps的最大速率，可确保通信模块能准确地传输数据信息，其不仅可用于隔离两个电源控制模块DSP之间的电气连接，还可用于隔离电源控制模块DSP与人机交互控制与计费单元之间以及电源控制模块DSP与汽车BMS系统之间的电气连接，并确保这些模块之间能实现准确、实时的通信和交互。 CMT1300、CMT1311等隔离运放芯片 通常应用在充电桩中的PFC电路和DC-DC电路中，以阻断高压母线与低压控制电路（MCU/DSP）的直接连接，防止触电风险及设备损坏，并同时将高压母线的电流信号精准转换为低压控制电路（MCU/DSP）可处理的数据信号，满足环路控制需求，确保充电桩系统的稳定运行。 展望未来，随着充电桩市场需求的持续扩大和国产数字隔离器技术的不断进步，国产数字隔离器在中国充电桩产业链中的应用前景将更加广阔。国产数字隔离器不仅在性能上逐步媲美甚至超越国际品牌，更在成本控制和供应链稳定性上展现出显著优势，这不仅有助于我国充电桩厂商在激烈的市场竞争中脱颖而出，也为我国新能源汽车产业的自主创新和可持续发展提供了坚实的技术支撑，推动整个行业向更高水平迈进。 参考数据来源：中国充电联盟，2024年全国电动汽车充换电基础设施运行情况https://mp.weixin.qq.com/s/WYrM2YdywHRaZR79Ku6dZw

清晨，闹钟准时响起，窗帘自动拉开，床灯随之亮起，音箱中则自动传出每日的早间新闻，从而唤醒熟睡中的你，而这只是智能家居中的冰山一角。作为人类群体追求更高生活品质的居住空间，智能家居正飞速普及至我们的日常生活之中，极大地提升了生活的便利性与舒适度。 然而，随着单品智能向全屋智能的快速发展，不同智能家居设备的工作电压与通信频率等运行参数存在差异，它们共同运行在一个智能家居系统之中，其所产生的电气噪声与电磁干扰会互相影响，并形成潜在的安全隐患。例如，电气噪声可能导致线路过热，增加电气火灾的发生风险；电磁干扰可能会造成信号失真，导致电视、摄像头画面卡顿、模糊甚至丢失等。 数字隔离器，让智能家居告别电气干扰 为解决智能家居中所潜存的安全隐患，引入数字隔离器的重要性正日益凸显。资料显示，数字隔离器是一种能在高低压电路之间提供电气隔离能力的安规器件，同时其还能在电气隔离环境下实现数字信号的单向或双向传输，并可有效阻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敏感电路。 简单而言，数字隔离器就像是一座 “信号桥”，既能让数字信号顺利通过，又能把两边的高低压电路隔离开，避免它们之间产生电气干扰现象 ，在智能家居行业中起到了至关重要的安全防护作用。 例如，在家用的空调设备中， CMT860xx 系列隔离驱动器可用于空调外机中控制电路与变频空调压缩机之间的隔离，其高隔离电压（如 5000VRMS）和强抗干扰能力（瞬态共模抑制典型值CMTI为± 200kV/uS）能有效隔离高低压电路，阻断干扰，确保驱动信号的有效传输，精准控制压缩机转速，使空调快速达到设定温度并稳定运行，提升制冷制热效率，降低能耗。 数字隔离器在空调机中的应用方案简示图 CMT812x系列数字隔离器可用于空调外机与空调内机之间的隔离，其能消除空调外机和空调内机之间的信号线上的共模干扰（如电机、压缩机产生的电磁噪声），确保温度、状态、控制信号的准确传输与交换，并能有效防止空调外机故障时所引发的高电流/电压冲击损坏空调内机电路。 CMT1300款隔离运放器可用于空调外机中控制电路与电流监测组件之间的隔离，其能将监测组件所采集的微弱模拟信号进行放大和调理，实现系统的故障诊断能力，防止过流、过压与过热等现象的发生。 在家用的智能电表中， CMT812x、CMT804x等系列基础数字隔离器可用于控制电路与计量模块之间的隔离，其能有效阻断电气干扰，确保采集的电压、电流微弱模拟信号准确地传输控制电路中，且其低传播延迟（典型值：9ns）的特性还可确保智能电表的计量精准。 数字隔离器在智能电表中的应用方案简示图 CMT812x、CMT804x等系列基础数字隔离器还可用于控制电路与外部通信电路之间的隔离，其能在复杂的电磁环境中，有效抵御干扰，确保数据可靠传输，确保用电数据能及时准确地上报到外部系统中。 在家用的光伏逆变系统中， CMT812x、CMT804x等系列基础数字隔离器可用于控制电路与外部通信电路之间的隔离，其能在复杂的电磁环境中，排除外部干扰，确保数字信号能及时准确地上报到外部通信系统中； 200kV/uS）能可靠地传输驱动信号，确保驱动信号不受干扰，使逆变器输出稳定的交流电，满足电网接入要求，同时保护控制电路免受高压冲击，提高系统的可靠性和稳定性。 数字隔离器在光伏逆变系统中的应用方案简示图 CMT1300、CMT1311 等隔离运放器可用于控制电路与监测组件（电流、电压与温度等参数）之间的隔离，其能将监测组件所采集的微弱模拟信号进行放大和调理，并确保信号准确地传输到控制电路中，防止过流、过压与过热等现象，以实现系统的稳定运行能力与故障诊断能力。 展望未来，随着技术的不断发展，数字隔离器将朝着小型化、集成化、高性能以及与新兴技术融合的方向持续迈进。我们有理由相信，在数字隔离器的保驾护航下，智能家居将迎来更加安全、可靠、智能的新时代，为我们创造更加美好、舒适、高效的家居生活环境。