數(shù)字電容隔離器的磁場抗擾度

電容隔離器的結(jié)構(gòu)

電容隔離器由兩塊硅芯片—一個(gè)發(fā)送器和一個(gè)接收機(jī)組成（請參見圖 2）。數(shù)據(jù)傳輸在由兩個(gè)電容構(gòu)成的差動隔離層之間進(jìn)行，在每個(gè)電容的二氧化硅 (SiO2) 電介質(zhì)兩端都有一塊銅頂片和一個(gè)導(dǎo)電硅底片。發(fā)送器芯片的驅(qū)動器輸出通過一些接合線連接到接收機(jī)芯片上隔離電容的頂片。通過將電容的底片連接接收機(jī)輸入構(gòu)成了一個(gè)導(dǎo)電環(huán)路。圖 3 顯示了隔離層的等效電路結(jié)構(gòu)圖，并標(biāo)示出了金接合線之間的環(huán)路區(qū)域。很明顯，穿過該環(huán)路的磁場將會產(chǎn)生一個(gè) EMF，其表示下面 RC 網(wǎng)絡(luò)的輸入電壓噪聲 Vn1。我們常常碰到的第二種差動噪聲部分 Vn2，其產(chǎn)生原因是共模噪聲到差動噪聲的轉(zhuǎn)換。兩個(gè)噪聲分量共同組成了綜合噪聲 Vn。如果只考慮 EMF 的影響，則可以保守地將 Vn 一分為二：

圖 2 電容隔離器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的簡化結(jié)構(gòu)圖

圖 3 隔離層的等效電路結(jié)構(gòu)圖

若要觸發(fā)接收機(jī)，RC 網(wǎng)絡(luò)的輸出必須提供一個(gè)差動輸入電壓 VID，其超出了接收機(jī)輸入閾值。是否出現(xiàn)偽觸發(fā)，具體取決于 RC 網(wǎng)絡(luò)的增益響應(yīng) G（f）。

將差動網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為單端網(wǎng)絡(luò)（請參見圖 4），簡化了 G (f) 的推導(dǎo)過程，但卻要求 C′1 = 2C1，R′1= R1/2，C′2 = 2C2，以及 R′2 = R2/2。

圖 4 單端 RC 網(wǎng)絡(luò)