隔离器

Infinite Electronics旗下品牌，射频、微波和毫米波产品的领先供应商 -- Pasternack，刚刚扩展了其高性能环行器/隔离器的生产线，这些环行器/隔离器是5G通讯系统、汽车雷达、卫星通信、点对点无线电和航空航天应用的理想选择。

<strong>连接/参考器件</strong>

ADuM4160： 全速/低速 5 kV USB数字隔离器
ADuM5020 ：低辐射隔离式DC/DC 转换器

<strong>电路功能与优势</strong>

通用串行总线（USB）作为标准接口被部署在大多数计算机外设中。由于它具有出色的速度、灵活性，并且支持设备热插拔，因而几乎已经取代 RS-232 和并行打印机端口。工业和医疗设备制造商也强烈需要使用 USB 标准。然而，由于在医疗应用中，还没有一种好的方法来为控制危险电压或低泄漏、防纤颤连接的机器提供所需的安全可靠的连接隔离，所以采用速度一直很慢......

专注于引入新品并提供海量库存的电子元器件分销商贸泽电子（Mouser Electronics）即日起开始备货Analog Devices的Power by Linear™ LTM2810 µModule^®隔离器。LTM2810 µModule隔离器能够提供高达7.5 kVRMS的隔离，是测试与测量设备、医疗器械、电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）系统、工业应用与计量系统的理想之选。

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隔离器的主要功能是通过电气隔离栅传送某种形式的信息，同 时阻止电流。隔离器采用绝缘材料制造，可以阻止电流，隔离 栅两端都有耦合元件。信息通常在传输通过隔离栅之前由耦合 元件编码。

ADI公司的iCoupler®数字隔离器使用芯片级微变压器作为耦合元 件，将数据传输通过高质量聚酰亚胺隔离栅。iCoupler隔离器中 主要使用两种数据传输方法：单端和差分。选择数据传输机制 时，需要进行工程设计取舍，以优化所需的终端产品特性。

在单端数据传输中，我们使用变压器，初级绕组的一端接地。 输入信号中的逻辑转换编码为脉冲，相对于地面始终为正极 性，位于发送器芯片上。这也称为“一脉冲两脉冲”，因为上升 沿编码为两个连续脉冲，而下降沿表示为单个脉冲(请参见图1 顶部)。隔离栅另一端的接收器接收到信号，并确定发送了一个 还是两个脉冲；然后，它将会相应地重构输出。

差分数据传输使用真差分方式的变压器。在此情况下，当检测 到输入沿时，始终都发送单个脉冲，但脉冲的极性会决定转换 是上升还是下降(图1底部)。接收器为真差分结构，并根据脉冲 极性更新输出。

多年来，工业、医疗和其他隔离系统的设计人员实现安全隔离的手段有限， 唯一合理的选择是光耦合器。如今，数字隔离器在性能、尺寸、成本、效率和集成度方面均有优势。了解数字隔离器三个关键要素的特点及其相互关系，对于正确选择数字隔离器十分重要。这三个要素是：绝缘材料、结构和数据传输方法。

设计人员之所以引入隔离，是为了满足安全法规或者降低接地环路的噪声等。电流隔离确保数据传输不是通过电气连接或泄漏路径，从而避免安全风险。然而，隔离会带来延迟、功耗、成本和尺寸等方面的限制。数字隔离器的目标是在尽可能减小不利影响的同时满足安全要求。

传统隔离器——光耦合器则会带来非常大的不利影响。它们的功耗极高，而且数据速率低于1 Mbps。虽然存在更高效率和更高速度的光耦合器，但其成本也更高。

数字隔离器问世于10多年前，目的是降低光耦合器相关的不利影响。数字隔离器采用基于CMOS的电路，能够显著节省成本和功耗，同时大大提高数据速率。数字隔离器由上述要素界定。绝缘材料决定其固有的隔离能力，所选材料必须符合安全标准。结构和数据传输方法的选择应以克服上述不利影响为目的。所有三个要素必须互相配合以平衡设计目标，但有一个目标必须不折不扣地实现，那就是符合安全法规。

<strong>绝缘材料</strong>