正確選擇數(shù)字隔離器的三要素

選擇正確的組合

數(shù)字隔離器在尺寸、速度、功耗、易用性和可靠性方面具有光耦合器所無法比擬的巨大優(yōu)勢。在數(shù)字隔離器領(lǐng)域，不同的絕緣材料、結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)傳輸方法組合造就不同的產(chǎn)品，而不同的產(chǎn)品適合不同的具體應(yīng)用。如上所述，基于聚合物的材料提供最魯棒的隔離能力，這種材料幾乎適合所有應(yīng)用，但醫(yī)療保健和重工業(yè)設(shè)備等要求最嚴(yán)格的應(yīng)用受益最大。為了實現(xiàn)最魯棒的隔離，聚酰亞胺厚度可以超過對電容而言的合理厚度；因此，基于電容的隔離最適合不需要安全隔離的功能隔離應(yīng)用。在這種情況下，基于變壓器的隔離可能是最合理的，特別是結(jié)合差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸方法，以便充分利用變壓器的差分特性。


圖3.不同的隔離器特性組合導(dǎo)致不同的品質(zhì)因數(shù)。有一點是毫無疑問的：光耦合器遠不如數(shù)字隔離器。

雖然每一位設(shè)計人員都會選擇最適合其應(yīng)用、擁有適當(dāng)平衡特性的隔離器，但有三個參數(shù)是非常重要的：時序、功耗，當(dāng)然還有隔離。為了對不同的技術(shù)進行評估，考慮圖3中的情形。圖中采用的品質(zhì)因數(shù)基于時序/隔離能力，然后根據(jù)功耗繪出曲線。在這種情況下，我們選擇了浪涌耐受閾值（2μs上升時間和50μs下降時間的高壓脈沖，用來建立加強型隔離的適用性）來測量隔離能力。功耗表示1 Mbps數(shù)據(jù)速率下每通道的最大功耗，單位是mW；我們選用1 Mbps作為代表性的速率，因為大部分功耗敏感型應(yīng)用工作在中等數(shù)據(jù)速率下。對于時序而言，我們關(guān)心信號跨越隔離柵傳輸?shù)目倳r序延遲。因此，它不僅包含傳播延遲，還包括抖動和輸出上升與下降時間。

結(jié)論

ADI公司在開發(fā)其數(shù)字隔離技術(shù)時，考慮了數(shù)字隔離四要素的各不同之處，并重點關(guān)注絕緣材料、隔離元件以及跨越隔離柵傳輸數(shù)據(jù)的方法。ADI公司的核心iCoupler技術(shù)基于聚酰亞胺絕緣和芯片級變壓器，因為這種組合可提供極佳的靈活性，不僅能集成其他功能（如隔離電源），還允許使用不同的數(shù)據(jù)傳輸方法。ADI將近14年來始終采用的脈沖方法依然可提供出色的能效和時序性能，同時保留采用其他具備自身優(yōu)勢的方法的可能性。所有這一切均可在不犧牲隔離能力的前提下實現(xiàn)，這是設(shè)計人員使用隔離器的首要原因。

相關(guān)閱讀：

數(shù)字隔離器大觀，原理，應(yīng)用案例，設(shè)計技巧，選型要素