数字隔离器的细致分析
数字隔离技术
数字隔离技术与电平转换
Digital Isolation Technology and Electrical Level Shift
2) 3.3VCMOS可以直接驱动5V的TTL电路
3) 74系列简介：74系列可以说是我们平时接触的最多的芯片，74系列 中分为很多种，而我们平时用得最多的应该是以下几种：74LS，74HC， 74HCT这三种，这三种系列在电平方面的区别如下：74LS：TTL电平， 74HC：COMS 电平，74HCT：TTL电平和COMS电平 5 4
5 4
利用6N137的OC输出特性做5-3.3V电平转换
数字隔离技术概述 数字隔离技术分类
电平转换技术
5 4
小结 测试与结果ห้องสมุดไป่ตู้
电平转换的连接方法
5 4
开关量检测
5 4
谢谢！
5 4
讲授人： 江文亮 080312010024 2014.20.27
主要内容
1
数字隔离技术概述 数字隔离技术分类 数字隔离实例 电平标准介绍
2
3
4
5 4
电平转换技术 测试与结果
一、数字隔离技术概述
数字隔离技术常用于工业网络环境的现场总线、 数字隔离技术概述 军用电子系统和航空航天电子设备中，尤其是一些 应用环境比较恶劣的场合。数字隔离电路主要用于 数字信号和开关量信号的传输。使用隔离电路的一 个首要原因是为了消除噪声。另一个重要原因是保 护器件(或人)免受高电压的危害。 电磁兼容性（EMC）：设备或者系统在其电磁环 境中能正常工作且不对该环境中的任何事物构成不 能承受的电磁干扰的能力。 5 4
隔离芯片专题分析
隔离芯片专题分析隔离芯片专题分析1.隔离芯片：电路安全保障芯片国产替代加速期隔离器件是将输入信号进行转换并输出，以实现输入、输出两端电气隔离的一种安规器件。
电气隔离能够保证强电电路和弱电电路之间信号传输的安全性，如果没有进行电气隔离，一旦发生故障，强电电路的电流将直接流到弱电电路，可能会对人员安全造成伤害，或对电路及设备造成损害。
另外，电气隔离去除了两个电路之间的接地环路，可以阻断共模、浪涌等干扰信号的传播，让电子系统具有更高的安全性和可靠性。
一般来说，涉及到高电压（强电）和低电压（弱电）之间信号传输的设备大都需要进行电气隔离并通过安规认证。
数字隔离器是最简单的隔离器件。
隔离器件可以分为5类：数字隔离器，隔离接口，隔离运放，隔离驱动及隔离电源。
其中数字隔离器为最简单的隔离器件。
CMTI（共模瞬变抗扰度,）为衡量数字隔离器性能的关键指标。
CMTI是隔离产品最重要的指标之一。
CMTI指是指瞬态穿过隔离层以破坏驱动器输出状态所需的最低上升或下降dV/dt （kV/µsorV/ns）。
以光伏逆变器系统为例，隔离驱动器有一侧的地是悬浮的并且快速切换的。
CMTI是一个关键指标，如果CMTI 能力不够，可能会导致输出错误，可能会出现电路短路，影响系统安全。
对其他应用比如电机驱动器，变频器也是如此。
除了CMTI之外，还有EMC，时序能力，寿命等指标用于衡量数字隔离器性能。
1.1.数字隔离器：最基础的隔离器件数字隔离器是新一代隔离器件。
隔离器件广泛应用于信息通讯、电力电表、工业控制、新能源汽车等各个领域。
从技术路线上来说，隔离器件可以分为光耦和数字隔离芯片两种。
相比传统光耦，数字隔离芯片是更新一代、尺寸更小、速度更快、功耗更低、温度范围更广的隔离器件，并且拥有更高的可靠性和更长的寿命。
数字隔离又分为磁耦合和电容耦合。
磁耦数字隔离器由ADI 设计开发的一款适合高压环境的隔离电路。
它是一种基于芯片尺寸的变压器，采用了COMS工艺+线圈结构，传输速度快，可靠性强，但专利封锁强。
这三点入手帮你认识数字隔离器,从此光耦是路人
这三点入手帮你认识数字隔离器，从此光耦是路人
在恶劣的电机应用环境中，应用要求能够抵御高压瞬变，防止数据受扰，并且消除高压电压力对隔离器隔离寿命的影响。
此类应用的典型隔离解决方案是光耦合器，其内部绝缘层很厚，可以承受高压，但缺点是要使用发光二极管(LED)，其光强度会随着时间推移和温度变化而降低，这就会带来设计和可靠性问题。
新型数字隔离器不使用LED，消除了可靠性问题，改善了绝缘能力，可与光耦合器相媲美，除此之外，它们的优势是对高压瞬变的抗扰度更强，能够更好地满足电机控制应用的要求。
认识数字隔离器，从基本框架开始
数字隔离器结构和技术如图1中的示例框图所示。
根据具体架构，数字隔离器响应输入逻辑电平或输入脉冲。
可使用不同方法编码和解码信号，以便跨越隔离栅收发逻辑数据。
图1. 数字隔离器框图。
数字隔离器工作原理及应用实例
数字隔离器工作原理及应用实例作者：徐华来源：《电脑知识与技术·学术交流》2008年第22期摘要：讨论了隔离技术的发展，分析了数字隔离器的工作原理，给出了数字隔离器的应用实例。
关键词：隔离；数字隔离器；高频通道；低频通道；传感器；接口中图分类号：TN305文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)22-772-02The Working Principle and Applications of the Digital IsolatorXU Hua(Xiamen Kerun Electronic Technology Co.Ltd, Xiamen 361006, China)Abstract: Discuss the development of isolation technology, analysis the working principle of the digital isolator, and also give the applications of digital isolators.Key words: isolation; digital isolators; high-frequency channel; low-frequency channel; sensor; interface1 引言进行隔离是防止电流在两个通讯点之间流动的一种方法。
一般在两种情况下采用隔离：第一种情况是，在有可能存在损坏设备或危害人员的潜在的电流浪涌时。
第二种情况是必须避免存在不同地电位和分裂的接地回路的互连。
两种情形都是采用隔离来避免电流流过，而允许两点之间有数据或功率传送。
隔离应用涉及高电压、高速/高精度通信、或者长距离通信。
普通的例子如工业I/O系统、传感器接口、电源/调节杆，发动机控制/驱动系统以及仪器仪表。
2 早期的隔离技术早期的设计除使用变压器之外，还使用各种模拟隔离放大器，将工厂地面的传感器电路与控制室内的信号处理系统进行隔离。
数字隔离器原理
数字隔离器原理
数字隔离器是一种用于隔离数字信号的设备，其原理是利用光电隔离或磁电隔离技术实现信号的隔离传输。
在数字隔离器中，输入端和输出端通过光电隔离器或磁电隔离器进行隔离。
例如，光电隔离器将输入信号转换为光信号，再经过光传输介质传输到输出端，最后再通过光电转换器将光信号转换为输出信号。
这样，输入信号和输出信号之间就可以实现电气隔离，避免了信号传输过程中的电气干扰和噪声的影响。
数字隔离器的隔离传输能力取决于光电隔离器或磁电隔离器的性能。
光电隔离器通常使用光电耦合器来实现输入端和输出端之间的电光转换，而磁电隔离器则通过磁电传感器和磁电隔离器来实现。
数字隔离器具有广泛的应用，特别是在工业控制系统中。
它可以将控制信号隔离开来，以确保输入干扰或噪声不会传导到输出端，从而提高整个系统的稳定性和可靠性。
此外，数字隔离器还可以用于地线隔离、信号转换和电位隔离等场景。
总之，数字隔离器利用光电隔离或磁电隔离技术实现输入信号与输出信号之间的电气隔离，从而保证信号传输的稳定性和可靠性。
数字隔离器原理及应用
数字隔离器原理及应用数字隔离器是一种电子器件，用于隔离两个电路之间的数字信号，以防止信号干扰和电气隔离问题。
它的原理是通过光电隔离器件或磁隔离器件将输入信号转换成光电信号或磁信号，再将其转换回数字信号输出，从而实现电气隔离。
数字隔离器在工业控制、通信系统、医疗设备等领域广泛应用。
数字隔离器的应用范围非常广泛，其中之一是在工业控制系统中。
工业控制系统中常常存在着不同电平信号之间的联系，如果直接连接可能会导致信号干扰或电气隔离问题。
数字隔离器可以有效地将这些信号隔离开来，保证系统的稳定性和可靠性。
另外，在通信系统中，数字隔离器也扮演着重要角色。
通信系统中存在着各种干扰信号，数字隔离器可以有效地将这些干扰信号隔离开来，保证通信质量。
此外，在医疗设备中，数字隔离器也被广泛应用，用于隔离患者和医疗设备之间的信号，保证医疗设备的安全性。
数字隔离器的原理非常简单，主要是通过光电隔离器件或磁隔离器件将输入信号转换成光电信号或磁信号，再将其转换回数字信号输出。
光电隔离器件通常由发光二极管和光敏二极管组成，当输入信号加入发光二极管时，发光二极管会发出光信号，光敏二极管接收到光信号后将其转换成电信号输出。
磁隔离器件则是通过磁场的作用来实现信号的转换。
这种原理可以有效地将输入信号与输出信号隔离开来，避免信号干扰和电气隔离问题。
总的来说，数字隔离器在现代电子领域中扮演着非常重要的角色，它可以有效地解决电路之间的信号干扰和电气隔离问题，保证系统的稳定性和可靠性。
同时，数字隔离器的应用范围非常广泛，涉及工业控制、通信系统、医疗设备等多个领域。
通过深入了解数字隔离器的原理和应用，可以更好地应用于实际工程中，提高系统的性能和可靠性。
ADI数字隔离器iCoupler
隔离SPI架构
<!--
ADI数字隔离器iCoupler®为新能源汽车助力
由于锂电池在混合动力汽车和纯电动汽车领域的出色电能和功率特
性，汽车行业目前普遍采用锂电池作为新能源汽车的解决方案。对于插电式
混合动力或纯电动汽车，通常需要几百伏电压的电池组，锂电池正是理想之
选。
尽管电池组尺寸不同，但各种锂电池动来自系统在以下几方面具有类似的要求：
1.具备监控功能
2.在苛刻的环境下能够保持良好的性能
3.提供可靠、安全的电量管理
4.降低系统的整体成本
为了最大限度的利用锂电池的电能，并且充分保证使用寿命，必须
引入复杂的电池监控电路。这些电子电路能够监控电池单元的电压与温度，
监控由多个电池单元串联而成的电池组的电压与电流，平衡电池单元之间的
电压，并跨越势垒传输数据信号，其目的在于确保电池在驱动和充电时高
效、安全地工作，并能延长电池的使用时间。
在高共模电压和高达数百安培开关瞬变的情况下，电池管理系统
(BMS)必须对不同的电池单元进行精确的测量。系统的精度必须达到mV
级，采样必须在严格的延迟时间范围内保持同步。采样速度和精度都会影响
整个系统的效率。
换速度和最佳数据保护。可在290μs内检测12个通道的数据。此外，IC还
提供被动式电池单元平衡控制功能。
ADI的隔离式产品
ADI的数字隔离器iCoupler®为汽车应用而优化，可在高数据速率下
实现最低功耗。其封装尺寸小、通道选项多，因此，它所需组件量和占用电
路板面积都最小；此外，该系列在整个使用周期内提供其高可靠性和质量保
证。该系列被广泛用做高电压电路与低电压电路之间的SPI/GPIO/时钟隔离
数字隔离器是一种方便易用的USB隔离方法
数字隔离器是一种方便易用的USB隔离方法来源：EDN作者：Eric Gaalaas标签：ADuM4160(2)隔离器(26)数字隔离器(46)USB(889)ADI(433)USB，是英文Universal Serial Bus（通用串行总线）的缩写，个人电脑（PC）可以使用USB通过连接电缆与外设进行通信。
但是出于安全考虑，在某些应用中需要隔离USB通信或隔断接地回路。
遗憾的是，由于USB连接电缆上的数据流是双向传输，所以隔离工作也非易事。
这篇文章讨论的就是方便易用的USB隔离设备在实际应用中遇到的挑战，并对比了各种不同的解决方案。
“透明的”理想方案是将添加隔离设备带给系统的影响降至最低限度，而这样的解决方案目前已经成为可能。
本设计实例主要针对的是以三种数据传输速率运行的USB2.0：低速（1.5Mbps）、全速（12Mbps）和高速（480Mbps）。
简单起见，本文着重探讨了12Mbps的全速USB，且实例中的大部分实现原理也适用于以其他数据传输速率运行的USB设备。
关于USBUSB 大受欢迎的一个原因是其简单的4线接口设计，不但可以为外设供电，还可以在外设和PC间充当串行数据链路。
图1是标准的USB连接示意图。
VBUS线可以为外设提供5V 电力，GND为接地线，而D+和D-则用来传输数据。
信号是双向半双工传输，意味着数据可以在线缆的任意方向流动，但是无论何时，最多只有一个发射器可以有效驱动该线缆。
在通信过程中，USB发射器驱动差分或单端状态信号到D+和D-线。
数据被组织成数据包，其中有特别的信号序列标识数据包的头部和尾部。
有时，总线会处于空闲状态，也就意味着没有发射器处于活跃状态，此时与线缆两端相连的电阻在D+和D-线建立起“空闲”总线状态。
空闲状态会促成两个数据包之间总线的初始化，并使主机了解外设何时连接或断开以及外设期望的通信速率（1.5Mbps、12Mbps或480Mbps）。
隔离USB主机和外设的方法现在想象一下对主机和外设进行电气隔离的方法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
数字隔离器的细致分析
数字隔离器在尺寸、速度、功耗、易用性和可靠性方面具有光耦合器所无法比拟的巨大优势。
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，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。
绝缘材料
数字隔离器采用晶圆CMOS工艺制造，仅限于常用的晶圆材料。
非标准材料会使生产复杂化，导致可制造性变差且成本提高。
常用的绝缘材料包括聚合物(如聚酰亚胺PI，它可以旋涂成薄膜)和二氧化硅(SiO2)。
二者均具有众所周知的绝缘特性，并且已经在标准半导体工艺中使用多年。
聚合物是许多光耦合器的基础，作为高压绝缘体具有悠久的历史。
安全标准通常规定1分钟耐压额定值(典型值2.5 kV rms至5 kV rms)和工作电压(典型值125 V rms至400 V rms)。
某些标准也会规定更短的持续时间、更高的电压(如10 kV峰值。