不可否認，電氣係統變得更小
、更輕，汽車電氣化就是一個最好的例子。專業服務公司普華永道(PwC)預計
，到2024年
，混合動力汽車和全電動汽車將占全球銷量的40％。隨著汽車電氣化程度的提高，越來越多的電氣組件和係統需要隔離。例如

，配備400 V直流電池組的電動汽車正變得越來越普遍

，這帶來明顯的安全隱患。

 

新(xin)一(yi)代(dai)隔(ge)離(li)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)麵(mian)臨(lin)的(de)挑(tiao)戰(zhan)無(wu)論(lun)是(shi)數(shu)量(liang)還(hai)是(shi)類(lei)型(xing)都(dou)在(zai)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)。這(zhe)些(xie)係(xi)統(tong)，尤(you)其(qi)是(shi)對(dui)於(yu)隔(ge)離(li)設(she)計(ji)而(er)言(yan)，涉(she)及(ji)複(fu)雜(za)的(de)架(jia)構(gou)和(he)流(liu)程(cheng)，會(hui)限(xian)製(zhi)敏(min)捷(jie)性(xing)和(he)靈(ling)活(huo)性(xing)，同(tong)時(shi)也(ye)給(gei)變(bian)革(ge)帶(dai)來(lai)阻(zu)礙(ai)。競(jing)爭(zheng)與(yu)全(quan)球(qiu)化(hua)步(bu)伐(fa)加(jia)速(su)迫(po)使(shi)企(qi)業(ye)更(geng)加(jia)關(guan)注(zhu)上(shang)市(shi)時(shi)間(jian)(TTM)和投資回報(ROI)。這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)開(kai)發(fa)團(tuan)隊(dui)必(bi)須(xu)在(zai)更(geng)短(duan)的(de)時(shi)間(jian)內(nei)完(wan)美(mei)地(di)執(zhi)行(xing)計(ji)劃(hua)。隨(sui)著(zhe)對(dui)設(she)計(ji)和(he)開(kai)發(fa)資(zi)源(yuan)越(yue)來(lai)越(yue)嚴(yan)密(mi)地(di)審(shen)查(zha)和(he)更(geng)多(duo)的(de)需(xu)求(qiu)，所(suo)有(you)關(guan)鍵(jian)設(she)計(ji)領(ling)域(yu)尚(shang)缺(que)乏(fa)大(da)量(liang)的(de)經(jing)驗(yan)。需(xu)要(yao)保(bao)持(chi)最(zui)少(shao)迭(die)代(dai)次(ci)數(shu)才(cai)能(neng)夠(gou)達(da)到(dao)投(tou)資(zi)回(hui)報(bao)目(mu)標(biao)，但(dan)與(yu)此(ci)同(tong)時(shi)
，來(lai)自(zi)競(jing)爭(zheng)對(dui)手(shou)的(de)壓(ya)力(li)又(you)會(hui)快(kuai)速(su)無(wu)情(qing)地(di)推(tui)高(gao)性(xing)能(neng)目(mu)標(biao)，這(zhe)樣(yang)才(cai)能(neng)使(shi)產(chan)品(pin)與(yu)眾(zhong)不(bu)同(tong)。新(xin)監(jian)管(guan)機(ji)構(gou)和(he)更(geng)嚴(yan)格(ge)的(de)法(fa)規(gui)又(you)需(xu)要(yao)額(e)外(wai)增(zeng)加(jia)一(yi)層(ceng)應(ying)用(yong)測(ce)試(shi)和(he)認(ren)證(zheng)。需(xu)求(qiu)陡(dou)增(zeng)，風(feng)險(xian)極(ji)高(gao)。

 

雖然隔離是隔離設計的重要組成部分

，但它並不是簡單的設計部分。

 

從確定所需的隔離級別到提供隔離電源以輔助隔離數據路徑
，再到使解決方案適合可用空間——需要評估許多設計權衡因素。然而，每個新項目都有自己獨特的設計目標和設計要求。多種因素（包括技術難度、與先前設計的相似性
、時間安排和資源配置）共gong同tong決jue定ding了le有you多duo少shao設she計ji可ke以yi重zhong複fu利li用yong和he需xu要yao多duo少shao全quan新xin設she計ji選xuan項xiang。通tong過guo極ji少shao的de更geng改gai，重zhong複fu利li用yong先xian前qian的de設she計ji或huo架jia構gou方fang法fa通tong常chang可ke以yi降jiang低di風feng險xian並bing加jia快kuai執zhi行xing速su度du。但dan是shi，新xin功gong能neng或huo性xing能neng水shui平ping 的提高往往決定了需要研究新方法。將稀缺的開發資源用於評估新技術和改良技術，提高設計的技術價值，這一點也很重要。

 

集成隔離式DC-DC轉換器的出現，提供了一個緊湊、yiyongdejiejuefangan

，bingjuyouwendanghuadeanquanrenzheng，shideshangshuzhuduokaolvyinsugengrongyidedaojiejue。jiasheyouzheyangyigechangjing，xinxiangmuyihuopizhun，xuyaoshengjixianqiandesheji，yidadaogenggaodexingnengzhibiaobingjuyougengduogongneng。tuanduichengyuanlijichongmanhuoli，zhunbeitourugongzuo。raner，xiangmujishufuzerenbudebuweisuoyoukenengchucuodeyinsuerdanyou
，erqiezaigengjinzhangdeyusuanhejinduxianzhixia，guanlidefuzaxingriyizengjia。

 

滿足越來越嚴苛的電磁兼容性(EMC)要求是這些項目管理挑戰之一。越來越多的新興應用和市場需要符合眾多EMC規範，而且標準也隨更嚴格的性能限製而不斷提高。

 

現有的分立式解決方案（如隔離反激式轉換器）具有物料清單(BOM)成本低等優點，但也存在一些缺點。典型的反激式設計（圖1）包含驅動隔離變壓器的控製器、次ci級ji整zheng流liu和he濾lv波bo以yi及ji光guang隔ge離li反fan饋kui網wang絡luo。誤wu差cha放fang大da器qi需xu要yao開kai發fa補bu償chang網wang絡luo的de設she計ji工gong程cheng以yi穩wen定ding電dian壓ya回hui路lu，並bing且qie它ta的de性xing能neng還hai取qu決jue於yu光guang耦ou合he器qi性xing能neng的de一yi致zhi性xing。光guang電dian耦ou合he器qi常chang常chang被bei視shi為wei廉lian價jia隔ge離li器qi而er用yong於yu電dian源yuan，但dan其qi電dian流liu傳chuan輸shu比bi(CTR)變化限製了電壓反饋性能和有效工作溫度範圍。CTR參數定義為輸出晶體管電流與輸入LED電流之比，並且它是非線性的，具有明顯的個體差異。光耦合器的初始CTR通常具有2比1的不確定性，在高溫環境中使用多年後下降高達50％（例如在高功率、高密度電源中的光耦合器）。對於項目經理而言，從成本的角度來看，反激式分離器件方法似乎更好，但需要權衡工程量和技術風險。

 

圖1：典型隔離式反激DC/DC轉換器。

 

fenlishifangfadelingyigewentizaiyunengfoumanzuanquanbiaozhun。anquanjigouduifenlishishejideshenzhayuefayanmi

，yincizhenduifenlishixitongshejihuodebiyaoderenzhengtongchangxuyaojinxingduocishejidiedai。

 

係統中的隔離也增加了電源設計的複雜性。典型的非隔離設計具有常見的約束條件，如輸入電壓和輸出電壓範圍、最大負載電流、噪聲和紋波、瞬態性能
、啟qi動dong特te性xing等deng。就jiu其qi本ben質zhi而er言yan，隔ge離li屏ping障zhang無wu法fa同tong時shi輕qing鬆song監jian控kong輸shu入ru和he輸shu出chu條tiao件jian，這zhe使shi得de性xing能neng指zhi標biao的de實shi現xian更geng加jia困kun難nan。分fen割ge的de接jie地di域yu還hai會hui形xing成cheng偶ou極ji天tian線xian，並bing且qie穿chuan過guo勢shi壘lei的de任ren何he共gong模mo電dian流liu將jiang激ji勵li偶ou極ji子zi並bing產chan生sheng無wu用yong的de輻fu射she能neng量liang。

 

為使分立式電源設計通過EMC認證
，可能需要進行幾次迭代才能正確完成。EMC測試耗時且昂貴，團隊需要在外部EMC合(he)規(gui)性(xing)機(ji)構(gou)花(hua)費(fei)數(shu)小(xiao)時(shi)進(jin)行(xing)準(zhun)備(bei)並(bing)監(jian)控(kong)測(ce)試(shi)。一(yi)旦(dan)問(wen)題(ti)發(fa)生(sheng)時(shi)，又(you)要(yao)回(hui)到(dao)實(shi)驗(yan)室(shi)進(jin)行(xing)故(gu)障(zhang)排(pai)除(chu)和(he)更(geng)改(gai)。然(ran)後(hou)必(bi)須(xu)對(dui)設(she)計(ji)進(jin)行(xing)全(quan)麵(mian)地(di)重(zhong)新(xin)表(biao)征(zheng)
，以(yi)確(que)保(bao)標(biao)準(zhun)性(xing)能(neng)指(zhi)標(biao)不(bu)會(hui)因(yin)修(xiu)改(gai)而(er)受(shou)到(dao)影(ying)響(xiang)。接(jie)下(xia)來(lai)，再(zai)回(hui)到(dao)EMC機構進行重新測試。

 

zuihoujieduanshihuodebiyaodeanquanrenzheng。zheshilingyigemanchangerangguideguocheng，youwaibuanquanjigouzhixing。shejituanduibixuzhunbeidaliangwenjian，bingjiaoyoujigouzaixijianzha。renhexinshejidouxuyaojinxingewaideshenzha
，yincizhongfuliyongxianqianyijingguorenzhengdedianlufeichanglingrenqidai。ruguojigourendingchanpinbufuheanquanyaoqiu
，jiukenengxuyaoxiugaifenlishigelidianyuansheji。yidanjinxinglexiugai，jiangxuyaozaicizhongxinbiaozhengshejibingtongguoEMC測試。

 

解決這些問題的答案就是完全集成的
、經過安全認證並有EMC性能文檔的元件。一個例子就是采用isoPower®技術的ADuM5020/ADuM5028低輻射隔離式DC-DC轉換器。這些產品可從5 V直流電源提供高達0.5 W的隔離電源，工作溫度範圍為-40℃至125℃。它們已通過UL
、CSA和VDE認證，符合多個係統和元件安全規範。這些產品用於簡單的雙層印刷電路板（pcb，圖2）中，在滿載條件下可滿足CISPR 22/EN 55022 B類輻射要求。

 

圖2：采用ADuM5020，結構緊湊，布局簡潔。

 

小型封裝（16引腳和8引腳寬體SOIC）僅占用很小的pcb麵積，並且無需安全電容即可滿足輻射目標。這使得隔離電源電路比分立式方法更小、更便宜，例如（分立式方法中的）嵌入式拚接電容需要四層或更多層pcb
，並要求有定製間隔以生成正確的電容。

 

suizheqicheheqitajiaotonggongjuderiyiquxiangdianqihua，duigelidexuqiuyezaizengjia。yucitongshi
，jiliedejingzhengshijiangdichengbenhesuoduanshangshishijianxiandeyouweibiyao。yuzhexieyinsubingcundeshigengweiyangedejianguanyaoqiuhegelishejideguyoufuzaxing。chuantongdegelifangfawufachenggongyingduizhezhongshichangxuqiuyutiaozhanderonghe。wanquanjichengde
、經過安全認證並有EMC性能文檔的隔離式DC-DC轉換器，為係統設計人員提供了更好的解決方案。它們可以顯著降低設計複雜性並確保更好的EMC測試效果和合規性。由於在重新設計、重新表征和重新測試方麵耗費的時間更少，設計人員可以更加專注於如何減小電路板空間
、減少風險
、降低成本並縮短產品上市時間。