隔離器選型需要考慮的七個因素

2018/9/9 17:01:08 人評論 次瀏覽 分類:精品推薦  文章地址:/news/2185.html

隔離器選型應從安全性、設備性能和性價比的角度出發,需要考功能集、隔離性能、選擇正確的數字隔離器、安全要求、預期使用壽命、標準額定電壓和隔離器支持的爬電距離及電氣間隙。

某些電路在嚐試互相通信時會受損,而隔離器可使電路在互相通信時避免受損。工業市場上有許多需求在推動隔離器的廣泛使用。主要推動因素是元件保護、用戶安全、信號電平轉換和遵守安全規定的係統要求。在所有這些情況下,隔離器件都能通過實現額外的功能並確保係統安全運行來為係統增加價值。

添加隔離設備在許多情況下電路性能都會提高,並且在所有情況下組件安全性都會提高。隔離設備允許多個電源域共存和通信,這意味著敏感電路與開關電路會被隔離開來。現代化數字隔離技術支持大規模集成,這意味著電路組件數量可以減少。性能、效率、大小和成本都是添加隔離設備時可能會受到影響的方麵。直到最近十年,設計者還都在使用光電耦合器來滿足隔離需求,但從那時起,數字隔離技術已經取得了很大進展。現在,基於CMOS的數字隔離技術已成為係統中隔離任務的首選技術。下麵,針對光電耦合器和數字隔離器,我們做出以下對比分析。

簡單來說,光電耦合器是一種混合設備,使用LED發出的光將數據傳輸到隔離柵另一端的光檢測器。邏輯高狀態時,LED打開,邏輯低狀態時,LED關閉。光電耦合器功耗高,易於老化和受溫度影響,並提供有限的數據速率,通常低於1Mb/s。但是,數字隔離設備是為符合安全規定而創建的,同時可最大限度地發揮現代化CMOS技術的優勢。為此,數字隔離設備使用半導體工藝技術來創建變壓器或電容器,以便傳輸數據而不是傳輸光,通過使用這種技術,性能和功能集成都得到了改善。

光電耦合器雖然已並入許多設計中,但是基於過時的LED技術,其輸出因輸入電流、溫度和老化而有顯著變化。這降低了設備在生命周期內的性能。數字隔離組件可輕鬆提供占用空間更小的多通道隔離解決方案,由於故障率更低可提高係統可靠性,可提供兩倍的電氣噪聲抗擾度,可在更寬的溫度範圍(-40℃~125℃)內工作,而且不會隨著時間的推移老化或降低性能。通常,使用高頻載波代替光能夠實現低操作功率和高速操作,這可支持精確的時序規格。
一入二出信號隔離器                    二入二出信號隔離器
如何為應用選擇合適的特定數字隔離器?一般情況下,選擇隔離器需要從安全性、設備性能和性價比的角度出發,需要考慮以下七方麵的因素。
◆ 功能集
就功能集而言,要考慮隔離通道的數量和通道配置。傳播延遲等時序規格應適合自己的係統。
◆ 隔離性能
就隔離性能而言,重要的是要了解係統所需的隔離等級。瞬態噪聲抗擾度和電磁輻射情況是與隔離結構相關的其他考慮因素。就隔離等級而言,鑒於係統環境,可能要考慮封裝選項。
◆ 選擇正確的數字隔離器
第一個挑戰是為各個應用選擇正確的數字隔離器。如前所述,每個組件都有自己的規格,就像每個應用都有特殊需求一樣。一旦確定和設計了適當的設備,係統設計者便可以其典型的方式進行係統評估。
◆ 安全要求
一旦您確定了應用的需求,您就需要確保設備符合UL、CSA、VDE和CQC等鼎級安全認證機構要求達到的相應安全標準。這些安全認證機構使用其組件安全標準來限定和指定安全組件的一分鍾耐壓等級,這通常為2.5kVrms、3.75kVrms或5kVrms,或其生命周期內的工作電壓,這通常在125Vrms~1000Vrms之間。所有Silicon Labs的組件安全證書都可通過訪問silabs.com在線申請。
◆ 數字隔離器的隔離柵的典型預期壽命
這取決於所用材料及其厚度。使用的標準材料包括聚合物基、聚酰亞胺基或基於二氧化矽的絕緣體。一般來說,隔離器的使用壽命可輕鬆超過25年。
◆ 確定標準額定電壓
常見的一分鍾額定電壓為1kVrms、2.5kVrms、3.75kVrms或5kVrms,具體取決於設備製造商。為了提供浪湧保護,有些設備可以達到10kVpk。
◆ 隔離器的爬電距離和電氣間隙
終端係統對需要高達250Vrms工作絕緣的基本絕緣和加強絕緣提出的兩種最常見的爬電距離和電氣間隙要求分別是3.2mm和6.4mm。
作者:Rudye McGlothlin
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