电容隔离原理
- 1. 杂谈
- 2.原理
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- 2.1 隔离介绍
- 2.2 电容隔离原理
- 2.3 电容隔离特性
- 参考文献
1. 杂谈
很多都不会,很多都需要学习,草稿箱已经溢出了,但是不想完美,还是想写新的。 我非常喜欢学习的感觉,但其中许多只写了一半。主要原因是时间被分开了,一段时间后我就不能再写了。我不知道什么时候把一些好习惯当作吃饭一样自然。
2.原理
2.1 隔离介绍
隔离的主要原因有两个,一方面是保护人,另一方面是保护物。在低压电子电路中,保护主要是指保护昂贵的设备,如FPGA,另一方面,保护关键设备,避免芯片干扰工作异常或结果不是我们想要的。 隔离主要有光耦合隔离(光)、磁隔离(磁)、电容隔离(电)三种方式。前两个在之前的博客中介绍过,今天我们来介绍一下电容隔离。电容隔离在TI使用较多的产品,ADI主要采用磁隔离。
2.2 电容隔离原理
由双电容器隔离的逻辑输入和输出缓冲器SiO隔开绝缘栅。 SiO2.介电强度高(单位厚度承受的最大电压),绝缘性好。光耦合隔离的绝缘介质是空气,其介电强度不高SiO2高。 介电强度如下: 电容隔离有两种结构:基于边缘通信和开关键控制 (OOK:on off key) 的通信. 1)基于边缘通信 架构原理图如下图,分为高频和低频信号。 ,(100kbps~150Mbps)通过反相器进入差分信号,通过电容器进入窄脉冲,然后通过比较器进入轨道差分脉冲,然后检测脉冲时间,在一定时间以上切换到低频。 ,(<100kbps)输入信号采用内部振荡器的载波频率进行调电容隔离后,通过低通滤波器LPF移除高频载波输出。 与低频多次检测相比,高频滤波器少。 2)开关键控 输入信号由高频振荡器调制,高电平传输信号,低电平不传输信号,然后通过放大检波恢复信号。
2.3 电容隔离特性
- 相比之下,磁隔离受电磁干扰的影响很大
- 磁隔离可以传输能量,但电容隔离传输能量很小
- 相比之下,光耦隔离需要发光,消耗电能
- 更稳定
- 寿命长
- 传播延迟小,速度高
- CMIT(Common-mode transient immunity)共模瞬态抗扰度高
参考文献
《Improve your system performance by replacing optocouplers with digital isolators》 数字隔离器设计指南TI 高速数字信号隔离器芯片的研究与设计