数字隔离器是一种在数字信号的发送和接收之间提供隔离的设备。
“绝缘"在电路中非常重要,可以防止设备短路或损坏。此外,通过牢固地绝缘必要的部件,电流不会流到其他地方,这有助于消除噪声并发送正常的信号。
此外,数字隔离器寿命长、功耗低,因此是一种有望应用于各种设备的电子设备。
数字隔离器广泛应用于电子电路中需要隔离的设备中。首先是工业机械,设备之间的电压差很大。当需要高电压的电源或大型电机靠近以低电压运行的部件时,需要在电压差较大的区域进行绝缘。
这是为了防止因施加高电压而对低电压运行的部件造成损坏。其次,它还用于X射线和AED等医疗设备。这些医疗设备在使用时通常被握在手中,这是为了防止电流泄漏并导致触电。
在汽车中,电动汽车、混合动力汽车等使用高压电源的车辆都配备了这些保护装置,以保护ECU等车载设备。
数字隔离器有两种类型:磁隔离和电容隔离。
磁隔离型数字隔离器在发送侧和接收侧均使用线圈。在发射和接收时,线圈用于在电信号和磁能之间进行转换。
它可以处理高速,但缺点是速度越快,电流消耗越大。此外,噪声特性不如下一种电容隔离类型。
这是一个使用电容器的数字隔离器。在发射和接收时,电容器用于将电信号转换为充电和放电形式。电容隔离方式具有特别优异的噪声特性,并且与磁隔离方式一样,可以高速使用。此外,电流消耗与速度无关,在低速时实际上是一个缺点。
两种类型均具有长寿命、高速运行的优势,并且与之前的隔离器相比具有更优异的性能。然而数字隔离器的 缺点是它们只支持数字信号而不支持模拟信号。
磁隔离型数字隔离器的结构是由两个线圈并排排列在一种名为聚酰亚胺的超级工程塑料内部构成的。该结构涉及将脉冲电流通过一个线圈,产生一个小的局部磁场,进而在另一个线圈中产生电流。
电容隔离型数字隔离器由电容器和薄二氧化硅(SiO2,硅石)绝缘层组成。
数字隔离器与传统光隔离器相比具有以下 特点:
数字隔离器的特点是介电强度高。光隔离器的绝缘强度为1~20Vrms/μm,而采用磁隔离方式的数字隔离器的绝缘强度为300Vrms/μm,采用电容隔离方式的数字隔离器的绝缘强度为500Vrms/μm,是光隔离器的10~200倍。
数字隔离器的特点是寿命长。光隔离器的寿命约为10年,而数字隔离器的寿命据说超过25年。
光隔离器可以隔离高达约 20Mbps 的信号,但数字隔离器可以处理高达 150 至 200Mbps 的速度,速度大约快 10 倍。
数字隔离器能够保持较低的电流消耗。特别是电容隔离类型,无论速度如何,都可以降低电流消耗。
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