高速數(shù)字電路中電子隔離應用
加入技術交流群
圖8：電容耦合。
使用一個電容隔離層的好處是，在尺寸大小和能量傳輸方面的高效率，以及對磁場的抗擾度。前者使低功耗和低成本集成隔離電路成為可能;而后者使在飽和或高密度磁場環(huán)境下運行成為可能。
電容耦合技術的缺點是其沒有差分信號和噪聲，并且信號共用相同的傳輸通道，這一點與變壓器不同。這就要求信號頻率要大大高于噪聲預期頻率，這樣隔離層電容就呈現(xiàn)出信號的低阻抗，以及噪聲的高阻抗。使用了電感耦合以后，電容耦合就不能傳輸穩(wěn)定狀態(tài)信號，并需要時鐘編碼數(shù)據(jù)。
3.3.1 TI推出的ISO721
TI推出的ISO72x系列隔離器采用電容耦合技術。電容耦合解決方案采用業(yè)經(jīng)驗證的、低成本生產(chǎn)制造工藝，并對磁場具有內在的抗擾度。
為了提供恒定信息的傳輸，ISO72x使用一個高信號速率和低信號速率通道來進行通信，如圖9所示。高信號速率通道未被編碼，并且其在一個單端到差分轉換之后的隔離層上傳輸數(shù)據(jù)。該低信號速率通道以一種脈寬調制格式對數(shù)據(jù)進行編碼，并在隔離層上差分傳輸數(shù)據(jù)，從而確保了恒定狀態(tài)的精確通信(1和0的長字符)。
單端邏輯信號在隔離層上的差分傳輸允許使用低電平信號和小耦合電容。這就呈現(xiàn)出對共模噪聲的高阻抗，并且，通過接收機的共模噪聲抑制，帶來了優(yōu)異的瞬態(tài)抗擾度，也即信號電容耦合需要解決的主要問題。
圖9：ISO72x與ISO72xM的結構圖。
3.4 隔離性能
三個主要標準驗證了對于隔離保護的必要性，其分別為UL 1577、IEC 60747-5-2和CSA。雖然每一種標準都稍有不同，但是均提供了一個對比隔離性能的標準。IEC、UL和CSA的測試證實了輸入和輸出之間電介質擊穿以外的電壓。運用這些標準非常簡單，因為測試標準和隔離方法無關。圖10顯示了隔離測試是如何將隔離器看作是兩端器件的。盡管每種器件的物理結構存在差異，但隔離測試卻是在電介質擊穿電壓上測定的。
評論