【導讀】在電氣化浪潮席卷汽車、工業等領域的今天，隔離設計已成為確保係統安全的必要手段。然而，傳統分立式隔離方案在EMC合規
、安an全quan認ren證zheng和he設she計ji複fu雜za度du方fang麵mian的de隱yin性xing成cheng本ben，正zheng成cheng為wei工gong程cheng師shi麵mian臨lin的de巨ju大da挑tiao戰zhan。本ben文wen將jiang揭jie示shi這zhe些xie隱yin藏zang成cheng本ben，並bing展zhan示shi集ji成cheng化hua隔ge離li解jie決jue方fang案an如ru何he幫bang助zhu企qi業ye降jiang低di技ji術shu風feng險xian、加速產品上市。

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。

suirangelishigelishejidezhongyaozuchengbufen，dantabingbushijiandandeshejibufen。congquedingsuoxudegelijibiedaotigonggelidianyuanyifuzhugelishujulujing，zaidaoshijiejuefanganshihekeyongkongjian——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de提ti高gao往wang往wang決jue定ding了le需xu要yao研yan究jiu新xin方fang法fa。將jiang稀xi缺que的de開kai發fa資zi源yuan用yong於yu評ping估gu新xin技ji術shu和he改gai良liang技ji術shu
，提ti高gao設she計ji的de技ji術shu價jia值zhi
，這zhe一yi點dian也ye很hen重zhong要yao。

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、cijizhengliuhelvboyijiguanggelifankuiwangluo。wuchafangdaqixuyaokaifabuchangwangluodeshejigongchengyiwendingdianyahuilu，bingqietadexingnenghaiqujueyuguangouheqixingnengdeyizhixing。guangdianouheqichangchangbeishiweilianjiageliqieryongyudianyuan，danqidianliuchuanshubi (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。

分(fen)立(li)式(shi)方(fang)法(fa)的(de)另(ling)一(yi)個(ge)問(wen)題(ti)在(zai)於(yu)能(neng)否(fou)滿(man)足(zu)安(an)全(quan)標(biao)準(zhun)。安(an)全(quan)機(ji)構(gou)對(dui)分(fen)立(li)式(shi)設(she)計(ji)的(de)審(shen)查(zha)越(yue)發(fa)嚴(yan)密(mi)，因(yin)此(ci)針(zhen)對(dui)分(fen)立(li)式(shi)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)獲(huo)得(de)必(bi)要(yao)的(de)認(ren)證(zheng)通(tong)常(chang)需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)多(duo)次(ci)設(she)計(ji)迭(die)代(dai)。

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) 回到EMC機構進行重新測試。

最(zui)後(hou)階(jie)段(duan)是(shi)獲(huo)得(de)必(bi)要(yao)的(de)安(an)全(quan)認(ren)證(zheng)。這(zhe)是(shi)另(ling)一(yi)個(ge)漫(man)長(chang)而(er)昂(ang)貴(gui)的(de)過(guo)程(cheng)

，由(you)外(wai)部(bu)安(an)全(quan)機(ji)構(gou)執(zhi)行(xing)。設(she)計(ji)團(tuan)隊(dui)必(bi)須(xu)準(zhun)備(bei)大(da)量(liang)文(wen)件(jian)
，並(bing)交(jiao)由(you)機(ji)構(gou)仔(zai)細(xi)檢(jian)查(zha)。全(quan)部(bu)新(xin)設(she)計(ji)都(dou)需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)額(e)外(wai)的(de)審(shen)查(zha)，因(yin)此(ci)重(zhong)複(fu)利(li)用(yong)先(xian)前(qian)已(yi)經(jing)過(guo)認(ren)證(zheng)的(de)電(dian)路(lu)非(fei)常(chang)令(ling)人(ren)期(qi)待(dai)。如(ru)果(guo)機(ji)構(gou)認(ren)定(ding)產(chan)品(pin)不(bu)符(fu)合(he)安(an)全(quan)要(yao)求(qiu)，就(jiu)可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)修(xiu)改(gai)分(fen)立(li)式(shi)隔(ge)離(li)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)。一(yi)旦(dan)進(jin)行(xing)了(le)修(xiu)改(gai)，將(jiang)需(xu)要(yao)再(zai)次(ci)重(zhong)新(xin)表(biao)征(zheng)設(she)計(ji)並(bing)通(tong)過(guo)EMC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°C至125°C。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。

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。

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