为何设计者使用光电耦合器来满足隔离需求

SiliconLabs 2018-04-03 08:35 次阅读

某些电路在尝试互相通信时会受损,而数字隔离器可使电路在互相通信时避免受损。工业市场上有许多需求在推动隔离器的广泛使用。主要推动因素是组件保护、用户安全、信号电平转换和遵守安全规定的系统要求。在所有这些情况下,隔离器件都能通过实现额外的功能并确保系统安全运行来为系统增加价值。

添加隔离设备在许多情况下电路性能都会提高,并且在所有情况下组件安全性都会提高。隔离设备允许多个电源域共存和通信,这意味着敏感电路与开关电路会被隔离开来。现代化数字隔离技术支持大规模集成,这意味着电路组件数量可以减少。性能、效率、大小和成本都是添加隔离设备时可能会受到影响的方面。

直到最近十年,设计者还都在使用光电耦合器来满足隔离需求,但从那时起,数字隔离技术已经取得了很大进展。现在,基于CMOS的数字隔离技术已成为系统中隔离任务的首选技术。下面,针对光电耦合器和数字隔离器,我们做出以下对比分析。欢迎点击阅读原文Silicon Labs中文社区观看完整文章。

隔离器应用的七大关键考量

简单来说,光电耦合器是一种混合设备,使用LED发出的光将数据传输到隔离栅另一端的光检测器。逻辑高状态时,LED打开,逻辑低状态时,LED关闭。光电耦合器功耗高,易于老化和受温度影响,并提供有限的数据速率,通常低于1Mb/s。但是,数字隔离设备是为符合安全规定而创建的,同时可最大限度地发挥现代化CMOS技术的优势。为此,数字隔离设备使用半导体工艺技术来创建变压器电容器,以便传输数据而不是传输光,通过使用这种技术,性能和功能集成都得到了改善。

光电耦合器虽然已并入许多设计中,但是基于过时的LED技术,其输出因输入电流、温度和老化而有显着变化。这降低了设备在生命周期内的性能。数字隔离组件可轻松提供占用空间更小的多通道隔离解决方案,由于故障率更低可提高系统可靠性,可提供两倍的电气噪声抗扰度,可在更宽的温度范围(-40125)内工作,而且不会随着时间的推移老化或降低性能。通常,使用高频载波代替光能够实现低操作功率和高速操作,这可支持精确的时序规格。

如何为应用选择合适的特定数字隔离器?一般情况下,我们需要从安全性和设备性能的角度出发,需要考虑以下七方面的因素。

功能集

就功能集而言,要考虑隔离信道的数量和信道配置。传播延迟等时序规格应适合自己的系统。

隔离性能

就隔离性能而言,重要的是要了解系统所需的隔离等级。瞬态噪声抗扰度和电磁辐射情况是与隔离结构相关的其他考虑因素。就隔离等级而言,鉴于系统环境,可能要考虑封装选项。

选择正确的数字隔离器

第一个挑战是为各个应用选择正确的数字隔离器。如前所述,每个组件都有自己的规格,就像每个应用都有特殊需求一样。一旦确定和设计了适当的设备,系统设计者便可以其典型的方式进行系统评估。

安全要求

一旦您确定了应用的需求,您就需要确保设备符合U LC S AV D EC Q C等鼎级安全认证机构要求达到的相应安全标准。这些安全认证机构使用其组件安全标准来限定和指定安全组件的一分钟耐压等级,这通常为2.5kVrms3.75kVrms5kVrms,或其生命周期内的工作电压,这通常在125V r m s1000V r m s之间。所有Silicon Labs的组件安全证书都可通过访问silabs.com在线申请。

数字隔离器的隔离栅的典型预期寿命

这取决于所用材料及其厚度。使用的标准材料包括聚合物基、聚酰亚胺基或基于二氧化硅的绝缘体。一般来说,隔离栅的使用寿命可轻松超过25年。

数字隔离器的隔离栅的典型预期寿命

这取决于所用材料及其厚度。使用的标准材料包括聚合物基、聚酰亚胺基或基于二氧化硅的绝缘体。一般来说,隔离栅的使用寿命可轻松超过25年。

确定标准额定电压

常见的一分钟额定电压为1kVrms2.5kVrms3.75kVrms5kVrms,具体取决于设备制造商。为了提供浪涌保护,有些设备可以达到10kVpk

产品支持的爬电距离和电气间隙

终端系统对需要高达250Vrms工作绝缘的基本绝缘和加强绝缘提出的两种最常见的爬电距离和电气间隙要求分别是3.2mm6.4mm。通常,Silicon Labs的窄体SOIC封装和宽体SOIC封装分别支持大约4m m和大约8mm的爬电距离/电气间隙。

原文标题:【干货】数字隔离器选型应用的七大考虑因素

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分析检修:首先检查屏电源电路,卸开机器,检测屏电源板上的STB5V电压,在3V~4V之间变化,再测P....
的头像 电子设计 发表于 10-07 07:50 2597次 阅读
长虹PT32618型等离子彩电开机后整机不工作的检修分析

长虹PT4206(B)型彩电故障现象分析与检修

分析与检修:拆机后,发现该机是V3 屏。为判断故障部位,先自检等离子屏,结果无光(而正常自检时屏幕应....
的头像 电子设计 发表于 09-19 07:36 1876次 阅读
长虹PT4206(B)型彩电故障现象分析与检修

光耦怎么测好坏

本文首先介绍了光耦测好坏的方法,其次介绍了光耦工作原理及工作特性,最后介绍了光耦的作用。
的头像 发烧友学院 发表于 08-16 17:36 23941次 阅读
光耦怎么测好坏

Silicon Labs部署2.5亿个mesh节点 智能家居的无线可能

在研讨会后,一位工程师表示,听SiliconLabs及世强的演讲,不仅学习到了领先的无线技术,还给实....
的头像 SiliconLabs 发表于 08-05 11:01 2677次 阅读
Silicon Labs部署2.5亿个mesh节点 智能家居的无线可能

光电耦合器的主要作用

本文对光耦的工作原理及作用进行了介绍,另外还介绍了光耦用作固体继电器和光耦代替音频变压器的电路图。
的头像 发烧友学院 发表于 08-02 15:01 14248次 阅读
光电耦合器的主要作用

如何使用EFM8LB1/EFM8BB3 I2C slave器件

M8LB1 /BB3包含一个I2CSLAVE外设,它包含许多有助于高速传输的功能,但可能会使熟悉传统....
的头像 SiliconLabs 发表于 07-27 11:42 3726次 阅读
如何使用EFM8LB1/EFM8BB3 I2C slave器件

无线物联网平台开发套件及硬件解决方案

产品开发在过去较为简单。 设备以往是自足式的,大多数都没有智能和连接功能。 随着物联网的全力发展,过....
的头像 Duke 发表于 07-26 08:45 3486次 阅读
无线物联网平台开发套件及硬件解决方案

低成本方法来产生所需的AC振荡设计

液体或气体流速检测是物联网 (IoT) 应用的一项重要要求,如监控气流或液体处理性能所需的智能表计和....
的头像 Duke 发表于 07-24 09:23 2101次 阅读
低成本方法来产生所需的AC振荡设计

Silicon Labs高层管理宣布两项新的高管任命 扩展业务专注未来发展

Daniel Cooley被任命为首席战略官 , Matt Johnson加入公司担任高级副总裁兼物....
的头像 人间烟火123 发表于 07-19 10:50 2594次 阅读
Silicon Labs高层管理宣布两项新的高管任命 扩展业务专注未来发展

高隔离电压SSOP光电耦合器PS2801的介绍和应用案例分析

PS2801-1和PS2801-4是在高密度应用中的塑料SSOP中包含GaAs发光二极管和NPN硅光....
发表于 07-19 08:00 674次 阅读
高隔离电压SSOP光电耦合器PS2801的介绍和应用案例分析

简化工业IoT设备通信 芯科科技推出新无线软件

Silicon Labs(亦称“芯科科技”)近期推出了全新的Wireless Gecko SoC软件....
的头像 SiliconLabs 发表于 07-17 08:57 2273次 阅读
简化工业IoT设备通信 芯科科技推出新无线软件

Silicon Labs旗下照明模块通过Zigbee 3.0认证

Silicon Labs(亦称“芯科科技”)长期紧密合作伙伴-雍敏科技,其基于Silicon Lab....
的头像 SiliconLabs 发表于 07-13 13:39 2586次 阅读
Silicon Labs旗下照明模块通过Zigbee 3.0认证

电流监控和调试工具在MCU设计中应用

构成物联网 (IoT) 的众多器件关联在一起的其中一个原因是对低能耗的要求。为了满足这一要求,需要在....
的头像 Duke 发表于 07-13 10:00 3752次 阅读
电流监控和调试工具在MCU设计中应用

Silicon Labs推出高性能、超低功耗无线收发器,专门针对智能电表市场

Silicon Labs新型Si4438 EZRadioPRO IC设计使无线传输距离和电池寿命最大....
发表于 07-12 10:32 768次 阅读
Silicon Labs推出高性能、超低功耗无线收发器,专门针对智能电表市场

在Flex Gecko上添加MicriumOS的设计指南

将Flex Gecko EFR32FG12安装到Wireless Started Kit Mainb....
的头像 SiliconLabs 发表于 07-10 09:12 2744次 阅读
在Flex Gecko上添加MicriumOS的设计指南

Silicon Labs推出蓝牙和Zigbee动态多协议解决方案

支持多种协议时面临的其中一个挑战是,要求配备多个芯片或 SoC,每个协议一个。对于使用相同频带的协议....
的头像 SiliconLabs 发表于 07-10 09:09 2965次 阅读
Silicon Labs推出蓝牙和Zigbee动态多协议解决方案

6N135、6N136和EL4502晶体管光电耦合器的详细资料概述

6N135、6N136和EL4502器件分别由红外发光二极管组成,光学耦合到高速光电探测器晶体管。光....
发表于 07-05 08:00 517次 阅读
6N135、6N136和EL4502晶体管光电耦合器的详细资料概述

常用光电耦合器的详细介绍和选用指南免费下载

光电耦合器是6脚双列直插式封装,其中发光二极管发出的光线经过绝缘介质,照射到单片硅光电探测器上,去控....
发表于 06-20 08:00 482次 阅读
常用光电耦合器的详细介绍和选用指南免费下载

厚声再发涨价通知,电阻交期、售价调整

鉴于原材料价格上涨,故特对电阻系列进行价格调整,部分规格涨幅达到100%以上!具体调整比例以报价单为....
的头像 皇华电子元器件IC供应商 发表于 06-02 09:11 3349次 阅读
厚声再发涨价通知,电阻交期、售价调整

Zigbee在智能家居和照明市场绽放光芒

Zigbee联盟中国成员组将邀请中国区合作伙伴共同参加将于6月9-12日举办的2018年广州国际照明....
的头像 SiliconLabs 发表于 06-01 16:49 2988次 阅读
Zigbee在智能家居和照明市场绽放光芒