隨著電機、傳感器和驅動器逐漸取代機械工業系統,人類對機器與機器對機器的交互應用越來越多,適當的隔離措施顯得至關重要。在現代電子系統里經常存在高壓、高溫或高噪聲的環境,怎樣保證信號穩定且有效地傳輸,保護操作人員和低壓電路免受高壓影響,提高抗噪能力,是工程師亟待解決的問題。
作為嵌入式處理器和模擬半導體的行業領導者,德州儀器(TI)一直致力于通過隔離解決方案實現高效而可靠的系統運行。在2018年11月2日,德州儀器舉行的“全新隔離解決方案強化系統運行媒體說明會”上,德州儀器隔離器產品線產品市場工程師Neel Seshan,半導體事業部中國區汽車電子技術應用經理師英著重介紹TI兩款新隔離器產品——增強型隔離放大器ISO224與隔離式CAN收發器ISO1042,并分享TI是如何將創新技術和產品優勢投入市場應用,從而加速工業自動化的。
德州儀器隔離器產品線產品市場工程師Neel Seshan與半導體事業部中國區汽車電子技術應用經理師英
TI強大的電容隔離技術
現在市場上較常見的隔離技術有光電隔離和變壓器隔離。而TI采用的技術是電容式隔離。TI的增強型隔離器采用邏輯輸入和輸出緩沖器,由雙電容SiO 2隔離屏障隔開,內部有兩個內核DAI,每一個DAI都有個電容信號。信號從左邊示意的線路里進去的時候,首先通過調制經過第一個隔離器,再通過綁定先進入第二個隔離器,耦合到第二個DAI,通過第二個DAI解調,再把它通過電子信號傳輸。下圖是電氣原理示意圖,信號傳輸通路通過了兩個隔離電容對應信號,這是TI新一代隔離性能增強的隔離器件普遍所使用的技術。
在談及為何選擇這種技術時,Neel Seshan解釋說:“因為電容式隔離的核心材料是二氧化硅,二氧化硅在工業中具有已知最高的介電強度(500Vrms/μm),它對于溫度和濕度的變化影響非常小,在惡劣環境下也可保證系統穩定可靠地運行,這是TI使用電容隔離技術的主要原因。并且采用多層氧化硅的集成電容器取代了獨立電容器,在通過電場傳輸數據時可提供更高水平的隔離性。”
總結一下,TI的電容隔離技術具有三個非常明顯的優勢。其一,可靠的電機隔離使電子系統擁有更長的使用壽命;其二,在噪聲環境下依然可保證高可靠性運作;其三,通過集成和廣泛的產品組合簡化設計并減少電路板空間的占用。TI的電容隔離產品系列結合了最高工作電壓和可靠性,可延長系統壽命并提供保護。為不斷增加的工業、汽車、電網、電機驅動、樓宇自動化等方面的應用提供保護、降噪以及可靠性能的支持。