数字隔离器，串口通信的安全之“芯”

隔离接口芯片是数字隔离器+串行接口芯片的一体化解决方案，其核心作用是在实现不同电路或系统间信号稳定传输的同时，通过切断它们之间的直接电气连接，从而解决地电位差、电磁干扰（EMC）与安全防护等问题，是确保系统运行和人员设备的安全之“芯”。

目前，在工业控制、高速通信与医疗监测等多个领域中，采用隔离接口芯片不仅能帮助终端产品通过各种严苛的电气安规标准，还能凭借其高集成度设计、强抗干扰能力、高隔离电压等级、低传输延迟与高数据速率等多种优势提升产品可靠性，降低系统复杂度，是串行接口通信的“安全稳定核心”。

基本上，通过采用数字隔离器和隔离接口芯片已能满足所有涉及到在高压和低压系统之间进行串口通信的隔离需求。

数字信号传输场景下的电气隔离方案示意图

例如，CMT812X就是一系列华普微自主研发的、可用于USART串口通信中的高速双通道数字隔离器。它采用二氧化硅(SiO2) 绝缘栅，支持高达5 kVrms隔离电压，应用在两个不同电源域间通讯时，还能防止数据总线或其他电路上的噪声电流进入本地接地或者干扰及损坏敏感电路。

USART接口通常被应用在需要短距离或中距离数据传输的场景中（如单片机与外设交互、模块间低速率数据交换、嵌入式开发调试与固件烧录等），通过采用CMT812X双通道数字隔离器，设计师们不仅能确保切断USART通信链路中的直接电气连接，还能隔离地环路与共模干扰、保障信号完整性、保护敏感电子元件、增强抗干扰能力、提高系统安全性。

CMT804X是一系列可用于SPI串口通信中的高速四通道数字隔离器。它采用创新性芯片设计和布局，显著增强了器件电磁兼容性，可满足系统级 ESD、EFT、浪涌和辐射方面的合规要求，同时支持高达5 kVrms隔离电压，并具有多达四路正向通道和两路反向通道，可以较低的功耗实现高电磁抗扰度和低辐射。

SPI接口通常被应用在单外设与主控单元之间的短距离、高速率通信场景中（如单片机与高速外设交互、数据采集与转换、模块的间高速数据传输等），通过采用CMT804X四通道数字隔离器，设计师们不仅能确保切断SPI通信链路中的直接电气连接，还能隔离地环路与共模干扰、保障高速信号传输的完整性、保护低压敏感元件（如MCU IO口）、抑制电磁干扰（EMI）、提升通信安全性。

CMT810X是一系列专用于IIC串口通信的高可靠性双向IIC隔离器。它符合AEC-Q100标准，支持多种电气隔离耐压（3.75 kVrms、5 kVrms），I2C时钟高达2MHz，共模瞬态抗干扰度 (CMTI) 高达150 kV/us。CMT810X器件的宽电源电压支持直接连接大多数数字接口，平稳实现电平转换。

IIC接口通常被应用在短距离、低速率、多设备互联的场景中（如单片机与低速外设交互、多设备共享总线通信、传感器数据采集等），通过采用CMT810X系列产品，设计师们不仅能确保切断IIC通信链路中的直接电气连接，还能隔离地环路与共模干扰、保障双向信号传输的完整性、保护低压敏感元件（如MCU或外设IO口）、支持宽电压电平转换、提升系统安全性。

CMT10XX是一系列专用于CAN串口通信的隔离CAN收发器。它符合ISO11898-2:2016标准，可提供±70V直流母线故障保护功能和±30V共模电压范围，在CAN FD模式下最高支持5Mbps数据速率，与经典CAN相比可实现更为快速的载荷传输。

CAN接口通常被应用在短距离或中距离、多节点互联的实时控制场景中（如车载电子控制单元（ECU）通信、工业自动化设备间实时数据传输、单片机与多节点控制器交互等），通过采用CMT10XX系列产品，设计师们不仅能确保切断CAN通信链路中的直接电气连接，还能隔离地环路与共模干扰、保障实时信号传输的完整性、保护低压敏感元件（如CAN控制器或ECU接口）、提供直流母线故障保护、提升通信安全性。

CMT8308X是一系列专用于RS-485串口通信的高可靠性隔离半/全双工RS-485收发器。它总线侧的总线引脚对地拥有±12kV 的系统级ESD保护，支持5kVrms绝缘耐压，具有故障安全保护功能，当接收器输入断开或短路时能确保接收器输出逻辑高；同时，它还支持高达12Mbps的数据速率，具有1/8单位负载的接收器输入阻抗，允许总线上最多连接256个收发器，可以减少总线端的电磁干扰。

RS-485接口通常被应用在长距离、多节点互联的通信场景中（如单片机与远程设备交互、多节点工业设备通信、长距离数据采集与监控等），通过采用CMT8308X系列产品，设计师们不仅能确保切断RS-485通信链路中的直接电气连接，还能隔离地环路与共模干扰、保障高速信号传输的完整性、提供系统级ESD保护与故障安全功能、支持多节点稳定互联、提升通信稳定性与安全性。

审核编辑 黄宇