TI首席技術官Ahmad Bahai暢談合作型社會中的隔離技術
發布時間:2018-10-19 責任編輯:wenwei
【導讀】在人與機器持續交互的世界中,適當的隔離措施顯得尤為重要。長達數英裏的線路連接電動汽車中的開關、傳感器和高壓電機。工業控製器同工廠車間的傳感器間交換數據、指令和功率。高壓醫療設備監測診所或康複護理機構中的患者。USB接口將工業機器連接到微處理器。高壓繼電器根據智能控製器的指令運行。

隨著機械工業係統逐漸被電機、傳chuan感gan器qi和he驅qu動dong器qi所suo取qu代dai,諸zhu如ru以yi上shang的de機ji器qi對dui機ji器qi和he人ren對dui機ji器qi的de交jiao互hu應ying用yong也ye越yue來lai越yue多duo。笨ben重zhong的de機ji械xie開kai關guan被bei靈ling敏min的de觸chu摸mo控kong件jian所suo取qu代dai。許xu多duo在zai高gao壓ya下xia運yun行xing的de電dian機ji應ying用yong也ye越yue來lai越yue多duo。半ban導dao體ti開kai關guan在zai高gao壓ya環huan境jing的de應ying用yong也ye日ri益yi普pu遍bian。它ta們men都dou需xu要yao與yu智zhi能neng控kong製zhi器qi和he驅qu動dong程cheng序xu進jin行xing通tong信xin和he交jiao互hu。不bu斷duan增zeng加jia的de工gong業ye、汽車、醫療和離線方麵的應用也都需要隔離技術提供的保護、降噪和可靠性能支持。
隔離器對(dui)於(yu)正(zheng)確(que)應(ying)用(yong)下(xia)的(de)可(ke)靠(kao)安(an)全(quan)操(cao)作(zuo)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。例(li)如(ru),隔(ge)離(li)器(qi)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)隔(ge)離(li)高(gao)壓(ya)或(huo)低(di)壓(ya)處(chu)理(li)器(qi)的(de)可(ke)觸(chu)及(ji)電(dian)路(lu)防(fang)止(zhi)人(ren)們(men)觸(chu)電(dian),例(li)如(ru)可(ke)以(yi)驅(qu)動(dong)高(gao)功(gong)率(lv)工(gong)業(ye)電(dian)機(ji)的(de)C2000™微控製器。
隔離解決方案
在許多工業應用中,都需要以數百兆位甚至更高的數據傳輸速率在隔離勢壘間高效、可(ke)靠(kao)地(di)傳(chuan)輸(shu)數(shu)據(ju),並(bing)且(qie)防(fang)止(zhi)高(gao)壓(ya)浪(lang)湧(yong)。此(ci)外(wai),在(zai)柵(zha)極(ji)驅(qu)動(dong)器(qi)和(he)工(gong)業(ye)傳(chuan)感(gan)器(qi)應(ying)用(yong)中(zhong)的(de)某(mou)些(xie)隔(ge)離(li)勢(shi)壘(lei)間(jian)也(ye)需(xu)要(yao)傳(chuan)輸(shu)數(shu)據(ju)和(he)功(gong)率(lv)。日(ri)益(yi)增(zeng)加(jia)的(de)信(xin)道(dao)數(shu)量(liang)和(he)對(dui)信(xin)道(dao)間(jian)隔(ge)離(li)度(du)的(de)更(geng)高(gao)要(yao)求(qiu),也(ye)不(bu)斷(duan)提(ti)升(sheng)對(dui)小(xiao)型(xing)化(hua)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)的(de)需(xu)求(qiu)。
集成隔離技術的關鍵屬性
隔離究竟是什麼?隔離勢壘是一種物理介質,有助於在兩個係統間可靠地交換數據和/或功率,同時阻隔多餘的電流。集成隔離技術有幾個關鍵屬性:
● 隔離器在短時間內(浪湧電壓)或正常工作(工作電壓)期間可承受的最大電壓。
● 隔離器在不產生通信錯誤的情況下可承受的最大接地電位差變化率。
● 電源引腳之間由隔離勢壘、直接距離(間隙)和表麵距離(漏電)引起的延遲。
● 電磁幹擾的程度。
多種方法實現隔離技術
隨著芯片封裝的集成器件越來越多,獨立電容器和變壓器被取代,常用的幾種方法如下:
電容式:caiyongduocengyanghuaguidejichengdianrongqiqudailedulidianrongqi,zaitongguodianchangchuanshushujushiketigonggaoshuipingdegelixing。womendedianronggelijishuzaitongyimokuaizhongbingpaifangzhidelianggexinpianshangshiyonglianggechuanliandianrongqi。zhezhongfangfashiwomennenggouweigaoshujusulvchuanshutigongjuyoujingzhenglidezengqiangxinggelijiejuefangan。dianronggelishileishangdeshujusulvkechaoguomeimiaojibaizhaowei。tongguoyixiechuangxindedianlutuopujiegou,shujusulvkeyigenggao,zheduiyugongyeyitaiwangdengyingyongjuyouxianzhudeyoushi。womengongsidegeliqiliyongledingzhihuaCMOS技術的一係列優勢,可提供高性能的增強隔離勢壘。
電感式:一yi對dui耦ou合he電dian感gan器qi可ke用yong於yu隔ge離li兩liang個ge電dian路lu,同tong時shi通tong過guo磁ci通tong量liang交jiao換huan數shu據ju。兩liang個ge電dian感gan器qi可ke以yi嵌qian入ru層ceng壓ya印yin製zhi電dian路lu板ban中zhong或huo單dan片pian集ji成cheng在zai管guan芯xin上shang。電dian感gan隔ge離li的de一yi個ge獨du特te優you勢shi是shi能neng夠gou在zai隔ge離li勢shi壘lei間jian傳chuan輸shu超chao過guo數shu百bai毫hao瓦wa的de功gong率lv,無wu需xu在zai輔fu麵mian提ti供gong額e外wai的de電dian源yuan。除chu了le在zai隔ge離li勢shi壘lei間jian傳chuan輸shu數shu據ju外wai,為wei了le實shi現xian低di輸shu入ru電dian流liu和he保bao證zheng最zui高gao運yun行xing環huan境jing溫wen度du足zu夠gou高gao,高gao效xiao的de能neng量liang輸shu送song對dui於yu許xu多duo工gong業ye應ying用yong來lai說shuo也ye很hen重zhong要yao。TI數字隔離器采用集成電源技術,通過創新的材料和電感器設計實現了最高的能量傳輸效率。
電容和電感隔離通常與數據和/或(huo)功(gong)率(lv)調(tiao)節(jie)相(xiang)結(jie)合(he)。數(shu)據(ju)調(tiao)節(jie)可(ke)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)降(jiang)低(di)瞬(shun)態(tai)尖(jian)峰(feng)作(zuo)為(wei)數(shu)據(ju)出(chu)現(xian)時(shi)的(de)危(wei)險(xian),有(you)助(zhu)於(yu)隔(ge)離(li)保(bao)護(hu)信(xin)號(hao)並(bing)確(que)保(bao)設(she)備(bei)的(de)平(ping)穩(wen)運(yun)行(xing)。功(gong)率(lv)調(tiao)節(jie)可(ke)優(you)化(hua)功(gong)率(lv)傳(chuan)輸(shu)效(xiao)率(lv)。
還可以通過物理分離兩個係統並采用光學或電磁波通信的方式實現隔離。
一種隔離解決方案不能滿足所有需求。在許多情況下,工業應用需要集成式解決方案,包括隔離放大器、隔離諸如RS-485信號的高速數據鏈路,隔離柵極驅動器等。隨著人與機器日益增多的協同合作,高壓隔離解決方案可確保係統更加穩健、可靠地運行。
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