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数字隔离在电子产品中的应用 罗国才 应用工程师，世强电讯 当前的电子系统中，往往有很多数字信号和模拟信号需要进行传递，同时要求有很高的电阻隔 离特性，实现电子系统与用户之间的隔离，多采用光耦、磁隔离和电容隔离来实现，但其功耗、速 度、隔离电压等方面往往不能达到最优。针对隔离产品市场，Silicon Labs 公司推出以无线传输来 实现信号的隔离和传递，同时在性能方面得到了很大的提升。 本文将重点对数字隔离器的工作原理，产品特点及性能等分别进行介绍，再讲解数字隔离器在 电子产品中的部分应用。 一、隔离产品的工作原理 1、按照隔离产品的传播方式可以分为光耦隔离、磁隔离和电容隔离，以及Silicon Labs 产品中采用 的无线隔离。以光耦为例，其传播原理如下： 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。其优点是信号单向传输，隔离电压高，抗干扰能力强；其缺点也比较明显，速度不会特别快， 最高50Mbps，LED 功耗较大，工作时间较长LED 很容易老化。 2、Silicon Labs 以无线的方式实现信号的隔离和传播，下面以Si84xx 为例说明其工作原理。 第1 页/ 共7 页 说明：左边Input 做为信号的输入，将该信号转换为无线射频信号后，右边进行RF 接收和处理， 并且通过Output 将接收的信号进行输出。无线信号的调制频率为2.4GHz 左右，不在通讯频率范围。 其调制和解调信号如下图： 因为采用了无线信号进行信号的传递，信号的转换和传递速度快，数据传递速率可达到 150Mbps，尺寸也可以做的很小，功耗非常低，传播时间短，隔离电压非常高。由于是无线进行信号 传递，容易造成电磁干扰。 二、Silicon Labs 隔离产品分类及特点 1，Silicon Labs 隔离产品，大致可分为三类，数字隔离，隔离门级驱动，电流隔离传感，如下： 2，产品特点。Silicon Labs 隔离产品具有功耗低、速度快、传播延迟短等优点，是业界速度最快， 集成度最高的隔离器。最高速度达到 150Mbps，一个 IC 最高能集成6 通道，隔离电压可达到 5KV，共模瞬态抗扰度 （CMTI)高，大于 25KV/uS ；EMI 方面，符合 IEC 61000-4 -8 和 IEC 61000-4-9 标准。 3，数字隔离可供选择的产品非常多，有单向、双向及混合型的隔离产品，单通道和多通道的产品 均有，如下。 第2 页/ 共7 页 4，产品的隔离性能很好，其参数如下。 三、Silicon Labs 隔离产品的性能及应用 1，Silicon Labs 隔离产品能消除地线回路的问题，实现不同电压的传送，增加共模抑制比等。 SUPPLY SUPPLY VOLTAGE A VOLTAGE B ISOLATION Circuit Circuit DC Signals DC A B GROUND GROUND