3 种高速数字电路隔离技术

数字隔离技术

08031201002420142027主要内容数字隔离技术概述数字隔离技术分类数字隔离实例电平转换技术电平标准介绍一数字隔离技术概述数字隔离技术概述数字隔离技术常用于工业网络环境的现场总线军用电子系统和航空航天电子设备中尤其是一些应用环境比较恶劣的场合
数字隔离技术与电平转换
Digital Isolation Technology and Electrical Level Shift
2) 3.3VCMOS可以直接驱动5V的TTL电路
3) 74系列简介：74系列可以说是我们平时接触的最多的芯片，74系列中分为很多种，而我们平时用得最多的应该是以下几种：74LS，74HC， 74HCT这三种，这三种系列在电平方面的区别如下：74LS：TTL电平， 74HC：COMS 电平，74HCT：TTL电平和COMS电平 5 4
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利用6N137的OC输出特性做5-3.3V电平转换
数字隔离技术概述数字隔离技术分类
电平转换技术
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小结测试与结果ห้องสมุดไป่ตู้
电平转换的连接方法
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开关量检测
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谢谢！
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讲授人：江文亮 080312010024 2014.20.27
主要内容
1
数字隔离技术概述数字隔离技术分类数字隔离实例电平标准介绍
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3
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电平转换技术测试与结果
一、数字隔离技术概述
数字隔离技术常用于工业网络环境的现场总线、数字隔离技术概述军用电子系统和航空航天电子设备中，尤其是一些应用环境比较恶劣的场合。数字隔离电路主要用于数字信号和开关量信号的传输。使用隔离电路的一个首要原因是为了消除噪声。另一个重要原因是保护器件(或人)免受高电压的危害。电磁兼容性（EMC）：设备或者系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力。 5 4

解读高速数字电路中电子隔离应用技巧

解读高速数字电路中电子隔离应用技巧
概要
本应用报告概述了高速数字电路中电子隔离的必要性、实施以及特性，讨论了在一个隔离层上进行光、磁(电感)和电气(电容)信号传输的优点和缺点，并对ISO72x 系列数字隔离器中使用的电容耦合技术作了特别的重点阐述。

1. 引言
隔离就是将一部分与其他部分中的非理想影响分离开来。

在电子电路中，电介质通过阻断直流电(DC)实现电路隔离。

那么被隔离的电路如何在一个更大的电气系统中运行呢？这个问题的答案便是本应用报告的主题。

随着德州仪器(TI)和其他供应商推出的产品数量不断增加，隔离信号的传输选项也随之增加，从而使设计人员在产品选择上变得更加复杂。

本报告阐述了隔离器的重要特性，并说明了各产品之间的差异和相似之处。

在对电路隔离的必要性进行回顾之后，我们对电介质信号传输的三种方法以及模拟对数字隔离器进行了讨论，并对每一类型数字隔离器的实例进行了描述和对比。

2. 电路隔离的必要性
隔离电路的主要原因是保护电路不受危险电压和电流的损坏。

在图1 的医疗应用实例中，即使是小量的AC 电流也有可能造成致命的伤害，因此需要采用一个隔离层来保护病人。

隔离还可对敏感电路进行保护，使其免于受到工业应用中出现的高压损坏。

图2 的工业实例仅为一个高压测量法。

将传感器与实际高压相隔离使得对低压电路的测量成为可能。

图1：电源和病人之间可能的电路通路。

3. 电路隔离器。

隔离技术的分类

隔离技术的分类当前有3种通常的隔离技术：光电隔离、变压器隔离(电感隔离)、电容隔离。

此外，还有ADI公司的一项专利隔离技术，即磁耦(iCoupler)隔离技术。

其中，光电隔离、电容隔离、磁耦隔离都属于数字隔离，而电感隔离通常仅用于电源或模拟隔离器，而非数字隔离器件。

光耦合技术是在透明绝缘隔离层(例如空气间隙)上的光传输，完成了电一光电的转换，从而起到输入、输出隔离的作用。

光耦合技术的主要优点是，光对外部电子或磁场内在的抗干扰性强，而且光耦合技术允许使用恒定信息传输。

光耦合器的不足之处主要体现在速度限制、功耗以及LED老化上。

变压器隔离使用变压器线圈来使传输信息通过隔离层，隔离前端的电流变化通过线圈引起隔离另一侧的电流变化。

Ac信号(例如以太网)的隔离非常适合于变压器耦合。

变压器隔离的优点是速度高，而且可以给隔离端供电；缺点是易受外部磁场(噪声)的干扰且变压器的体积比较大。

电容耦合使用不断变化的电场来通过隔离层实现信息传输。

电容器极板之间的材料是电介质绝缘体，即隔离层。

电容隔离层的优势是效率高，无论在体积、能量转换还是在抗磁场干扰方面均如此。

与变压器不同的是，电容耦合的缺点在于无差分信号，并且噪声与信号共用同一条传输通道。

这就要求信号频率应远高于可能出现的噪声频率，以便使隔离层电容对信号呈现低阻抗，而对噪声呈现高阻抗。

如同电感耦合一样，电容耦合也存在带宽限制。

磁耦隔离技术是ADI公司的一项专利隔离技术，它是一种基于芯片尺寸的变压器，而非传统的基于光电耦合器所采用的发光二极管(LED)与光敏三极管结合。

采用iCoupler技术的数字隔离器利用平面磁场专利隔离技术，并采用iCoupler变压器专利技术集成变压器驱动和接收电路，同时不再需要驱动LED的外部电路，具有低功耗、高集成度等特点。

谈电子电气设备的电路隔离技术

谈电子电气设备的电路隔离技术电路隔离的主要目的是通过隔离元器件把噪声干扰的路径切断，从而达到抑制噪声干扰的效果，使电子电气设备符合电磁兼容性的要求。

电路隔离主要有：模拟电路的隔离、数字电路的隔离、数字电路与模拟电路之间的隔离。

所使用的隔离方法有：变压器隔离法、脉冲变压器隔离法、继电器隔离法、光电耦合器隔离法、直流电压隔离法、线性隔离放大器隔离法、光纤隔离法、A/D转换器隔离法等等。

下文就模拟电路的隔离和数字电路隔离技术的相关内容进行简要分析。

标签：电子电气；设备；电路隔离技术1、电子电气设备隔离技术概述电子电气设备隔离技术主要分为两种，一种是模拟电路隔离技术，另一种是数字电路隔离技术。

这些技术可以有效提高其运行成效，并帮助达到预期的隔离目的。

两者的使用，能够有效增强噪音干扰隔离效果，并减少对于电子电气设备的影响。

1.1数字电路隔离技术的概念数字电路隔离技术主要就是利用广电耦合、继电器、光纤等隔离方式，发挥其相应的作用，技术人员要利用数字量输入隔离的方式，对广电耦合器进行全面的隔离，从而提升继电器隔离的工作质量。

1.2模拟电路隔离技术概念应用该类隔离技术，需要对传输通道进行分析，逐渐提升传输通道的精确度，在其性能与发展存在矛盾的时候，就要进行分析，并且科学选择隔离元器件，同时还要全面考虑传输通道的运行成效。

传统的隔离元器件难以满足其低造价的使用需求，因此，企业需要科学应用模拟电路的隔离方式，利用互感器隔离技术、直流电压隔离技术、线性隔离技术等，对其进行全面处理。

企业在应用模拟电路与数字电路隔离技术的过程中，需要重视模拟与数字转换装置的设置，对于运行质量要求较高的电路而言，需要重视装置两端隔离元器件的质量，逐渐提升其运行可靠性，以达到预期的隔离目的。

2、模拟电路的隔离一套控制装置或者一台电子电气设备，通常包括供电系统、、模拟信号控制系统模拟信号测量系统。

而供电系统又可分为交流供电系统和直流供电系统，交流供电系统主要采用变压器隔离，直流供電系统主要采用的是直流电压隔离器隔离。

电子电气设备的电路隔离技术

电子电气设备的电路隔离技术1 引言电路隔离的主要目的是通过隔离元器件把噪声干扰的路径切断，从而达到抑制噪声干扰的效果。

在采用了电路隔离的措施以后，绝大多数电路都能够取得良好的抑制噪声的效果，使设备符合电磁兼容性的要求。

电路隔离主要有：模拟电路的隔离、数字电路的隔离、数字电路与模拟电路之间的隔离。

所使用的隔离方法有：变压器隔离法、脉冲变压器隔离法、继电器隔离法、光电耦合器隔离法、直流电压隔离法、线性隔离放大器隔离法、光纤隔离法、A/D 转换器隔离法等。

数字电路的隔离主要有：脉冲变压器隔离、继电器隔离、光电耦合器隔离、光纤隔离等。

其中数字量输入隔离方式主要采用脉冲变压器隔离、光电耦合器隔离；而数字量输出隔离方式主要采用光电耦合器隔离、继电器隔离、高频变压器隔离（个别情况下采用）。

模拟电路的隔离比较复杂，主要取决于对传输通道的精度要求，对精度要求越高，其通道的成本也就越高；然而，当性能的要求上升为主要矛盾时，应当以性能为主选择隔离元器件，把成本放在第二位；反之，应当从价格的角度出发选择隔离元器件。

模拟电路的隔离主要采用变压器隔离、互感器隔离、直流电压隔离器隔离、线性隔离放大器隔离。

模拟电路与数字电路之间的隔离主要采用模/数转换装置；对于要求较高的电路，除采用模/数转换装置外，还应在模/数转换装置的两端分别加入模拟隔离元器件和数字隔离元器件。

2 模拟电路的隔离一套控制装置或者一台电子电气设备，通常包含供电系统，模拟信号测量系统，模拟信号控制系统。

而供电系统又可分为交流供电系统和直流供电系统，交流供电系统主要采用变压器隔离，直流供电系统主要采用直流电压隔离器隔离。

模拟信号测量系统相对来说比较复杂，既要考虑其精度，频带宽度的因素，又要考虑其价格因素；对于高电压、大电流信号，一般采用互感器（电压互感器、电流互感器）隔离法，近年来，又出现了霍尔变送器，这些元器件都是高电压、大电流信号测量常规使用的元器件；对于微电压、微电流信号，一般采用线性隔离放大器。

电路隔离方法与分类

电路隔离方法与分类电路隔离是指在电路中设置隔离元件，将电路中的各个部分隔离开来，以实现信号的隔离传输。

隔离电路在电子设备中具有重要的作用，不仅可以提高系统的安全可靠性，还可以有效地减少信号干扰和噪声。

1.输电线隔离：通过将电源线与信号线分开布置，在绝缘材料中设置绝缘距离，可以达到隔离传输的目的。

这种方法适用于传输距离较近、信号干扰较小的场合。

2.互感器隔离：互感器是一种通过磁场耦合来实现信号传输隔离的装置。

它由输入端和输出端的互感器组成，当输入端通过电流或电压改变时，会在输出端产生相应的信号，实现输入信号与输出信号之间的隔离传输。

3.光电隔离：光电隔离是一种通过光信号传输实现电路隔离的方法。

它主要由发光二极管、光电三极管、光电耦合器等光电器件组成，通过发光二极管将电信号转换成光信号，再通过光电耦合器将光信号转换回电信号，实现输入信号和输出信号之间的电隔离。

4.放大器隔离：放大器隔离是一种通过放大器将输入信号和输出信号进行隔离的方法。

它主要由输入端放大器、输出端放大器和隔离电源组成。

输入端放大器通过放大输入信号后输出给输出端放大器进行再放大，输出端放大器将信号输出给外部设备，实现输入信号和输出信号之间的电隔离。

5.变压器隔离：变压器是一种通过电磁感应原理实现电路隔离的装置。

它主要由输入绕组和输出绕组组成，输入绕组和输出绕组通过互相绝缘的铁芯进行耦合，从而实现隔离传输。

需要注意的是，以上隔离方法都有其适用的场合和限制条件。

在选择隔离方法时，需要考虑信号传输的距离、频率、幅值、精度要求等因素，以及系统的成本、稳定性和可靠性等因素。

总之，电路隔离是一种重要的电路设计技术，它可以提高系统的安全可靠性，减少信号干扰和噪声。

隔离方法的选择应根据具体的应用需求进行，以满足系统设计的要求。

高速光耦隔离pwm

高速光耦隔离pwm高速光耦隔离PWM是一种常见的电子电路设计中用于隔离输入和输出信号的技术。

在讨论高速光耦隔离PWM之前，首先需要了解光耦隔离和PWM技术的基本原理。

光耦隔离是一种利用光电器件传递信号的隔离技术，通过将输入信号转换为光信号，再将光信号转换回电信号的方式实现信号的隔离。

光耦隔离可以有效地隔离输入和输出信号，防止电路中的干扰和噪声传播，提高系统的稳定性和可靠性。

PWM（Pulse Width Modulation）是一种调制技术，通过改变信号的脉冲宽度来控制电路中的设备。

在PWM信号中，信号的占空比（即高电平时间与周期的比值）决定了输出信号的平均电压值，从而控制了输出设备的电压和功率。

将光耦隔离和PWM技术结合起来，可以实现对输入信号的隔离和调节，从而控制输出设备的电压和功率。

在高速光耦隔离PWM中，需要特别关注信号的传输速度和精度，以确保输出信号的稳定性和准确性。

在设计高速光耦隔离PWM电路时，需要考虑以下几个关键因素：1. 光耦隔离器件的选择：选择高速响应的光耦隔离器件，能够实现快速的信号传输，保证输出信号的实时性和准确性。

2. PWM信号的调节：根据输出设备的需求，调节PWM信号的占空比和频率，控制输出信号的电压和功率。

3. 电路的稳定性：保证电路的稳定性和可靠性，避免干扰和噪声对信号传输的影响，提高系统的性能。

4. 输出设备的保护：设计合适的保护电路，保护输出设备免受电压过载和电流过大的损坏，延长设备的使用寿命。

总的来说，高速光耦隔离PWM技术在电子电路设计中具有重要的应用意义，能够实现信号的隔离和调节，提高系统的稳定性和可靠性。

通过合理的电路设计和信号调节，可以实现高速的信号传输和精确的输出控制，满足不同应用场景的需求。

电子电气电路的隔离技术研究

电子电气电路的隔离技术研究隔离技术是电子电气电路中常用的一种技术，用于将不同电路之间的电气信号和功率进行隔离，以避免信号干扰和电流短路等问题。

隔离技术的研究对于提高电路的安全性、稳定性和可靠性具有重要意义。

本文将介绍电子电气电路隔离技术的基本原理和发展现状。

一、隔离技术的基本原理隔离是指将电路中的两个或多个部分物理地分离开来，并通过某种方式传递信号和功率。

常用的隔离技术包括电磁隔离、光隔离和磁隔离等。

这些隔离技术基本原理如下：1.电磁隔离：电磁隔离是利用磁性材料或电磁场的作用，在电路之间建立一个磁场屏障，阻隔电磁波的传播。

通过电感和磁性材料的组合可以实现信号的传输和功率的隔离。

主要应用于高频电路和电磁环境干扰较大的场合。

2.光隔离：光隔离是利用光学器件如光耦合器、光电隔离器等将电路之间的信号和功率进行光电转换。

通过光纤传输信号和功率可以实现高速、高精度的隔离效果。

主要应用于数据通信、工业自动化、医学设备等场合。

二、隔离技术的发展现状随着电子电气电路的广泛应用，对于隔离技术的需求不断增加。

目前，隔离技术已经在各个领域得到了广泛应用，如通信、电力、医疗、军事等。

以下是一些隔离技术的发展现状：1.高频隔离技术：随着无线通信和高速数据传输的发展，对于高频信号的隔离要求越来越高。

目前，高频隔离技术主要采用电磁隔离和光隔离的方式。

电磁隔离器件如电感、衰减器等的性能不断提高，光耦合器等光器件的传输速度和带宽也在不断增加。

2.高压隔离技术：在电力系统和工业设备中，经常需要对高压电源进行隔离，以保证设备的安全可靠运行。

目前，高压隔离技术主要采用磁隔离和电磁隔离的方式。

磁隔离器件如互感器、变压器等可以将高压和低压之间的信号和功率进行隔离，电磁隔离器件如继电器等可以实现高压电源和低压设备之间的电气隔离。

3.高温隔离技术：在工业高温环境中，电子电气电路需要对高温环境进行隔离，防止电路因高温而失效。

目前，高温隔离技术主要采用陶瓷材料和磁性材料的组合，如高温绝缘体、高温耐受磁体等。

模拟电路和数字电路的隔离技术

模拟电路和数字电路的隔离技术一.电路隔离的目的：电路隔离的主要目的是通过隔离元件把噪声干扰的路径切断，从而达到抑制噪声干扰的效果，使设备符合电磁兼容性的要求。

二.电路隔离的分类：三.典型隔离电路介绍：1.模拟电路的隔离：根据系统功能不同模拟电路可分为供电子系统，模拟信号测量子系统和模拟信号控制等子系统。

为了使各个子系统免受电网上各种噪声的干扰，以及各个系统间的相互干扰，因此就存在供电系统的隔离，模拟信号测量系统的隔离和模拟信号控制系统的隔离等电路。

1.1供电系统的隔离：根据供电系统的电源不同，供电系统又分为交流供电和直流供电系统两种，下面分别介绍常用的隔离电路。

✓ 交流供电系统的隔离隔离目的：隔离电网中的谐波，雷击浪涌，高频干扰等噪声。

隔离方法：采用电源隔离变压器，这种变压器不同于普通变压器之处在于绕组间是否加屏蔽层。

是常用的隔离方法。

简要分析：原理电路如图1所示：1c(a)无屏蔽层 (b) 有屏蔽层图1隔离变压器在图1(a)中，隔离变压器不加屏蔽层，C12是一次和二次绕组之间的分布电容，在共模电压U1C 的作用下，二次绕组所耦合的共模噪声电压为U2C,C2E 是二次侧的对地电容，则从图可知二次侧的共模噪声电压U2C 为：2E12121C 2C C C U U ＋＝∙在图1(b)中，隔离变压器加屏蔽层，其中C10、C20分别代表一侧和二次绕组对屏蔽层的丰补电容，ZE 使屏蔽层的对低阻抗，C2E 是二次绕组侧对地电容，则从图可知二次侧的巩膜再生电压U2C 为：2E202E EE 1C C 2C C C C10j 1Z Z U U +∙+∙ω＝当ZE<<C10j 1ω时，U2C 趋于0。

所以采取屏蔽措施后，通过变压器的共模噪声电压被大大地消弱。

✓ 直流供电系统的隔离隔离目的：控制子系统或电气设备内部需独立工作时，将直流供电电源隔离可有效减小系统间的干扰。

隔离方法：方法一，在交流侧采取变压器隔离如图2(a)所示，方法二，在直流测分别采用DC/DC变换如图2(b)所示。

数字电源中的隔离—原因及方式

数字电源中的隔离—原因及方式随着互联网和通信基础设施的蓬勃发展，数字控制技术在电信、网络和计算机的电源系统中越来越受欢迎，因为这类技术具备灵活性、器件数量减少、先进的控制算法、系统通信、对外部噪声和参数变化不太敏感等极具吸引力的优势。

数字电源广泛用于高端服务器、存储、电信砖式模块等经常会有隔离需求的应用。

隔离在数字电源中的挑战是在紧凑的面积下如何快速准确地传输数字信号或模拟信号通过隔离边界。

1 然而，传统光耦的解决方案有带宽比较低，电流传输比(CTR)会随温度和时间发生大幅变化等问题。

而变压器的解决方案有体积庞大、磁饱和等问题。

这些问题限制了光耦合器或变压器在某些高可靠性应用、紧凑型应用以及长寿命应用中的使用。

本文讨论利用ADI公司iCoupler®产品的数字隔离技术，来解决在数字电源设计中遇到的这些问题。

需要隔离的原因在设计电源时，遵守安全标准对于保护操作人员及其他人员免受电击和有害能量的侵害至关重要。

隔离是满足安全标准要求的重要方法。

许多全球机构（比如欧洲的VDE和IEC以及美国的UL）规定了不同输入和输出电压（稳态和瞬态）水平的隔离要求。

例如，在UL60950中介绍了五类绝缘：功能绝缘：仅在设备正常运行时需要的绝缘。

基本绝缘：提供基本电击防护的绝缘。

补充绝缘：基本绝缘外的独立绝缘，用于在基本绝缘发生故障的情况下降低电击风险。

双重绝缘：包括基本绝缘和补充绝缘的一种绝缘。

加强绝缘：一种单一绝缘系统，提供一定程度的电击防护，在本标准规定的条件下相当于双重绝缘。

原边控制与副边控制对比根据控制器的位置，隔离电源控制方式分为原边控制和副边控制两种。

表1对比了原边控制和副边控制的功能。

在下表中，UVP和OVP分别代表欠压保护和过压保护。

表1. 原边控制与副边控制的功能对比副边控制ADP1051是ADI公司先进的数字电源控制器，具有PMBus™接口，面向中间总线转换器等高功率密度和高效率应用。

2ADP1051基于灵活的状态机架构，提供众多颇具吸引力的特性，比如反向电流保护、预偏置启动、恒流模式、可调输出电压压摆率、自适应死区时间控制以及伏秒平衡，与模拟解决方案相比，减少了大量的外部元件。

新工艺实现高速、多通道数字隔离器

两个独立工同－＝：片内提供正向和反向通信通道。两个信号输出通道，适合采用次级艺Ｊ作的支路采用ｉｏｐｅ技术的数字隔离器，如：端控制并且开始启动需要隔离电源的Ｃｕｌｒ
期使用寿命一般超过２年。上述器件５
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Ｔ隔离器采用半导体级二氧化硅Ｉ电介质，这种稳定的高性能绝缘体具有高度的可靠性和耐用忤，『ｌ是这卜
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能满足某些应用的要求。比如，Ｖ前业力比现有电感器器件少提高六倍，越的抗电磁１扰的能力。该器件还能Ｉ内最快的光耦速度大约在５ＭＢｓ０／，ｌ功耗较高・光学耦合器降低丁避免因电压快速瞬变造成的数据失真，Ｉ＿能最小保护水平为电压瞬变卑为２ＫＶｕ５／ｓ

电子电气电路的隔离技术

电子电气电路的隔离技术隔离技术在电子电气领域中起着非常重要的作用，它能够有效地隔离不同电路之间的信号和电压，确保设备运行的安全性和稳定性。

隔离技术不仅是电子电路设计中的重要组成部分，也是电力系统和工业控制领域中不可或缺的关键技术之一。

在本文中，将着重介绍电子电气电路的隔离技术的原理、分类、应用和发展趋势。

一、隔离技术的原理隔离技术是指在不同电路之间使用一定的隔离手段，使它们之间不会发生相互影响和干扰。

在电子电路中，隔离技术主要包括信号隔离和电压隔离两种形式。

信号隔离是指通过隔离元件隔离输入输出信号，确保信号传输的稳定和可靠；电压隔离是指通过隔离元件隔离不同电路之间的电压，以保护设备和人员的安全。

隔离技术的实现原理主要包括电磁隔离、光电隔离和电容隔离等多种方式。

电磁隔离是通过电磁感应原理，利用变压器或传感器等元件将信号或电压隔离开来；光电隔离是利用光电器件（如光耦）将输入输出信号以光的形式传输，实现隔离；电容隔离是通过电容器将两个电路之间的信号隔离开来，常用于高频和数字信号的隔离。

根据隔离手段和功能特点的不同，隔离技术可以分为多种不同的分类。

主要包括信号隔离和电压隔离两大类。

1. 信号隔离2. 电压隔离隔离技术在电子电气领域中有着广泛的应用，特别是在电力系统、工业控制和通信领域中应用最为广泛。

以下将介绍隔离技术在这些领域中的主要应用。

1. 电力系统电力系统中的隔离技术主要用于保护设备和人员的安全，防止电压冲击和电气火灾。

在电力系统中，隔离技术常用于变压器、继电器、断路器和避雷器等设备中，用于隔离不同电压等级和频率的电路，并确保电力系统的稳定和可靠运行。

2. 工业控制3. 通信领域在通信领域中，隔离技术主要用于隔离通信信号和电源信号，以确保通信设备的稳定和可靠运行。

隔离技术常用于光纤通信、卫星通信、移动通信等设备中，用于隔离不同通信信号和电源信号，并确保通信的稳定和可靠。

四、隔离技术的发展趋势随着电子技术的不断发展和应用需求的不断提升，隔离技术也在不断发展和完善。

电子电路中隔离的全面介绍之总线接口中隔离的应用

对于总线上的这种瞬态干扰，可以采取瞬态仰制方法加以防护。实际应用中采用两级防护措施；使用3个90V的陶瓷放电管（3RM090L-8）（可承受10/700μS，10/700μS为通信线路中感应出雷击电压波形，表示从零值上升到峰值的时间为10ms,下降至峰值一半的时间为700μS，8000V雷击测试）进行共模防护、差模防护，此时过电压被大大削弱到500V左右；再经过PTC（可采用100-200mA、耐压250V以上的自恢复保险丝K250-120U）或20Ω左右的电阻限流。TVS瞬态抑制二极管的选择可以根据芯片的工作电压与耐压决定，一般略高于芯片最高工作电压，RS485芯片可以选择P6KE15CA，RS232芯片可以选择P6KE18CA。
出现该现象的原因：虽然隔离“切断”了由电路路径形成的环路，噪声电压只出现在隔离层上而非接收机或其他敏感组件上，但是接口电路必须要经过强烈能量的考验。在接口端的瞬态干扰可能会有成百上千伏的电压但持续时间很短，在切换大功率感性负载（电机、变压器、继电器），闪电等过程中都会产生幅度很高的瞬态干扰，如果不加以适当防护就会损坏接口。
CAN--bus的隔离与RS232的隔离方案基本相同，数字隔离器的应用是在CAN控制器与CAN收发器之间，而且大部分也是隔离RX （收）、TX（发）。所以应用于RS232隔离的型号都可用于CAN--bus的隔离。
但是ADI目前还没有集成CAN收发器的数字隔离芯片，TI的ISO1050是一款集成了隔离的CAN收发器，在具体的应用中大家可以参考多种方案，以便选出最佳方案。
第四种就是采用各大厂商的隔离型RS485的芯片，比如ADI的ADM2483、TI的ISO3082或NVE的IL3585，但是这些虽然集成了隔离与RS485收发器，却仍然需要双电源供电。而ADI的新品ADM2587E/2582E，则完全集成了DC-DC隔离电源、数字隔离器、RS485收发器。真正的实现了RS485的完全隔离。

电子电路板隔离强弱电的方法

电子电路板隔离强弱电的方法电子电路板是现代电子设备的核心组成部分，其设计和制造对于保证设备的正常运行至关重要。

其中一个重要的设计考虑是电路板上强电和弱电之间的隔离。

本文将深入探讨电子电路板隔离强弱电的方法，旨在为读者提供有关该主题的全面理解和观点。

在电子电路板设计中，隔离强弱电是为了避免潜在的电气干扰或电击危险。

隔离的目的是防止强电信号干扰弱电信号，确保电路板上各个部分之间的互相不受干扰。

以下是几种常见的电子电路板隔离强弱电的方法。

1. 物理隔离物理隔离是通过物理手段将强电和弱电部分相互隔离。

常用的物理隔离方法包括使用更大的绝缘距离，安装绝缘层或隔离墙等。

这种方法确保在电路板上布置的强电和弱电部分之间形成可靠的隔离屏障，以防止信号干扰或电击危险。

2. 使用电磁屏蔽电磁屏蔽是一种常见的隔离方法，通过使用屏蔽材料或屏蔽罩，将强电信号隔离在电路板内部，以防止其对弱电信号产生干扰。

电磁屏蔽材料可以是导电材料或磁性材料，它们能有效地吸收或反射电磁波，降低信号的干扰程度。

3. 地线隔离地线隔离是通过在电路板上使用不同的地线进行隔离。

通常，可以将强电和弱电部分分别连接到不同的地线上，以确保它们之间电位的隔离。

这样可以减少强电信号通过共同的地线传播到弱电部分的可能性，从而避免干扰。

4. 信号隔离器信号隔离器是一种专门设计的电子元件，用于隔离强电和弱电信号。

信号隔离器通常包括光耦、变压器或电容器等，这些元件能够将输入信号和输出信号之间进行电气隔离。

通过使用信号隔离器，可以有效地隔离强电和弱电之间的信号，防止信号干扰。

总结回顾：电子电路板隔离强弱电是现代电子设备设计中的重要考虑因素之一。

在设计电子电路板时，通过物理隔离、电磁屏蔽、地线隔离以及信号隔离器等方法，可以有效地隔离强电和弱电之间的信号，减少干扰和电击危险。

这些方法在保证设备可靠性和性能的提供了更安全和稳定的电路板设计方案。

个人观点和理解：电子电路板隔离强弱电是一个关键的技术，它对于现代电子设备的稳定性和安全性非常重要。

隔离技术

电子设备中的隔离技术隔离技术是电磁兼容性中的重要技术之一，其主要目的是通过隔离元件把噪声干扰的路径切断，从而达到抑制噪声干扰的效果。

在采用了隔离的措施以后，绝大多数电路都能够取得良好的抑制噪声的效果，使设备符合电磁兼容性的要求。

一般电子设备的电路可分为两部分，即强电部分与弱电部分。

前者一般是电磁干扰源，后者为被干扰对象。

为了使设备正常工作，除了解决变换部分与控制部分之间的电气隔离外，还要解决控制部分的抗电磁干扰的问题，特别是当变换部分处于高电压、强电流、高频变换情况下尤其重要。

电子设备中常采用的隔离技术可分为磁电隔离、光电隔离、机电隔离、浮地隔离等几种，下面对这几种加以介绍。

不管那种隔离方式，在电磁兼容性方面的实质是人为地造成电的隔离，以阻止电路性耦合产生的电磁干扰。

一、电磁隔离电磁隔离主要采用变压器来实现,通过变压器传递电信号，阻止了电路性耦合产生的电磁干扰。

对于交流的场合使用较为方便，主要应用于电源电路中。

须注意若设备使用开关电源，由于开关变压器绕组间分布电容较大，所以使用时应当与屏蔽和接地相配合。

变压器主要由绕在铁心上的两个或多个绕组组成。

当在主绕组上加上交变电压时，由于电磁感应而在其它绕组上感生出交变电压。

因此变压器的几个绕组之间是通过交变磁场互相联系的，它们在电路上是互相隔离的。

由于实际变压器铁心存在涡流损耗和磁滞损耗，这些损耗不仅导致变压器的效率降低，而且引起铁心发热、甚至可能导致绝缘损坏。

而铁心的涡流损耗和磁滞损耗都与电压和频率有关，所以对不同的电压和频率，应当选择不同的铁心材料。

变压器的漏磁易对变压器附近的元器件和导线形成干扰，为此，在选用变压器作隔离时，应当选择漏磁小的变压器，否则，应对变压器加强磁场屏蔽。

由于电源变压器原、副边间存在寄生电容，进入电源变压器初级的高频干扰能通过寄生电容耦合到的次级。

而在电源变压器初、次级间增加静电屏蔽后，该屏蔽与绕组间形成新的分布电容，当将屏蔽接地后，可以将高频干扰接地，而起到抗电磁干扰的作用。

这九种模拟信号的隔离方法，你都掌握了吗？

这九种模拟信号的隔离方法，你都掌握了吗？1.隔离干扰源;2.分隔高电压。

隔离数字信号的办法很多，隔离模拟信号的办法却没有想象的那么多，关键是隔离的成本，比想象的都要高出许多。

特别是要求精确测量的场合，模拟信号的隔离，成本高得更加是离谱的无法想象。

我从事这种系统开发多年，对自己所知道的隔离方法做个小小的总结：数字隔离方法：1、光耦;2、ADI 的磁隔离芯片,ADuMXXXX(XXXX为数字代号，如I2CADuM1250);3、自己用变压器隔离。

数字隔离办法，一般实现的都是单向数字信号的隔离，对于双向数字信号，需要两个隔离单元来实现，体积非常的惊人;很难减小体积。

相对于速度很成本，如果速度小于100KHz一下，个人推荐用Ps2501这样的常用光耦隔离数字信号，很好的性价比，隔离度也非常的高。

一般Ps2501这样的光耦隔离度都在3000V/RMS以上。

但是如果隔离数字信号的频率在200KHz以上，用Ps2501这样的光耦就不行了，要换高速的数字光耦，价格成本也上去了，不划算了。

所以可采用ADI的磁隔离芯片。

最便宜的磁隔离芯片每通道的价格在$0.7，算下来人民币也才4~5块人民币，选在6N137、6N136这样的高速光耦，已经没有性价比可言，浪费大量的PCB空间用于隔离部分。

成本在4块左右，甚至更高，主要看你的6N137的采购量。

但ADuM系列的磁隔离芯片的尺寸小很多很多，价格相比也很有优势。

唯一美中不足的是磁隔离芯片的隔离电压只能到1000V左右，这个是个很头疼的问题。

如果只是隔离干扰源，自然没问题，如果是隔离高电压，那么要仔细考量一下设计了。

自己用隔离变压器来隔离的办法，一般人是用不到的，因为完全没有经济效益。

它只有一点好处，就是隔离电压可做得非常高，一般只有变频器、逆变器等IGBT的驱动，需要隔离非常大的电压，超过5000V;才使用。

因为一般的芯片和光耦都实现不了了。

模拟信号的隔离：1、线性光耦;2、隔离放大器 ;3、频压转换和压频转换+数字隔离;4、飞电容;5、采用DA/AD+数字隔离的办法实现模拟信号的采样复原，进而实现隔离的办法;6、普通光耦实现的线性隔离。

数字电源中的隔离—原因及方式

数字电源中的隔离—原因及方式随着互联网和通信基础设施的蓬勃发展，数字控制技术在电信、网络和计算机的电源系统中越来越受欢迎，因为这类技术具备灵活性、器件数量减少、先进的控制算法、系统通信、对外部噪声和参数变化不太敏感等极具吸引力的优势。

数字电源广泛用于高端服务器、存储、电信砖式模块等经常会有隔离需求的应用。

隔离在数字电源中的挑战是在紧凑的面积下如何快速准确地传输数字信号或模拟信号通过隔离边界。

1 然而，传统光耦的解决方案有带宽比较低，电流传输比(CTR)会随温度和时间发生大幅变化等问题。

而变压器的解决方案有体积庞大、磁饱和等问题。

这些问题限制了光耦合器或变压器在某些高可靠性应用、紧凑型应用以及长寿命应用中的使用。

本文讨论利用ADI公司iCoupler®产品的数字隔离技术，来解决在数字电源设计中遇到的这些问题。

需要隔离的原因在设计电源时，遵守安全标准对于保护操作人员及其他人员免受电击和有害能量的侵害至关重要。

隔离是满足安全标准要求的重要方法。

许多全球机构（比如欧洲的VDE和IEC以及美国的UL）规定了不同输入和输出电压（稳态和瞬态）水平的隔离要求。

例如，在UL60950中介绍了五类绝缘：功能绝缘：仅在设备正常运行时需要的绝缘。

基本绝缘：提供基本电击防护的绝缘。

补充绝缘：基本绝缘外的独立绝缘，用于在基本绝缘发生故障的情况下降低电击风险。

双重绝缘：包括基本绝缘和补充绝缘的一种绝缘。

加强绝缘：一种单一绝缘系统，提供一定程度的电击防护，在本标准规定的条件下相当于双重绝缘。

原边控制与副边控制对比根据控制器的位置，隔离电源控制方式分为原边控制和副边控制两种。

表1对比了原边控制和副边控制的功能。

在下表中，UVP和OVP分别代表欠压保护和过压保护。

表1. 原边控制与副边控制的功能对比副边控制ADP1051是ADI公司先进的数字电源控制器，具有PMBus™接口，面向中间总线转换器等高功率密度和高效率应用。

2ADP1051基于灵活的状态机架构，提供众多颇具吸引力的特性，比如反向电流保护、预偏置启动、恒流模式、可调输出电压压摆率、自适应死区时间控制以及伏秒平衡，与模拟解决方案相比，减少了大量的外部元件。

应用于程控电源的高速数字化光纤隔离传输技术

电子产品世界应用于程控电源的高速数字化光纤隔离传输技术*A high-speed digitized fiber-optic isolated transmission technique applied in programmable power supply李斌1，党政2，张根苗1（1中电科仪器仪表（安徽）有限公司；2.中国电子科技集团公司第四十一研究所，安徽蚌埠 233010）摘要：介绍了一种用于程控高压直流电源的高速数字化光纤隔离传输技术，将数字化与光纤隔离传输相结合，采用SERDES技术，将低速并行信号转换成高速串行信号，经过光纤信道隔离传输，可完成点对点的高速双线串行通信，并在接收端将串行信号解调成低速并行信号，实现高低压侧控制信号双向实时高速传输。

验证结果表明：该方法传输速度快，隔离度高，抗干扰性强，具有良好的瞬态响应。

关键字：光纤隔离传输；SERDES技术；瞬态响应*国家重点研发计划重大科学仪器设备开发专项（NO.2017YFF0106703）资助0 引言在高性能程控高压直流电源中，为更好地抑制噪声干扰，提高系统的电磁兼容性，输入回路与输出回路之间应具有较为严格的电气隔离性能。

同时，输入与输出侧的信号参与环路控制，必须进行良好的实时通信，才能获得稳定的功率回路闭环调整性能。

因此，为了保证程控高压电源良好的控制性能，要求传输电路具有较高的隔离度和实时性，在确保良好的电气隔离基础上，实现信号的高速传输。

传统的信号隔离传输常采用光耦隔离和磁隔离，这两种隔离方法都有各自的缺点。

光耦器件的输入和输出之间没有直接的电气关联，具有一定的隔离作用，但由于固有的电流传输特性，用于模拟信号的传输时其线性度和精度都较差，用于数字信号传输时响应速度较慢，无法实现高速精密的隔离传输；磁隔离电路只能传输交流信号，传输率较低，抗干扰性差，无法实现高速实时化的隔离传输。

本文提出了一种用于程控高压直流电源的高速数字化光纤信号传输方法，将数字化与光纤隔离传输相结合，采用SERDES技术，将低速并行信号转换成高速串行信号，经过光纤信道隔离传输，可完成点对点的高速双线串行通信，并在接收端将串行信号解调成低速并行信号，实现高低压侧控制信号双向实时高速传输[1]。

电路的隔离技术

2008.No7５１电路隔离的主要目的是通过隔离元器件把噪声干扰的路径切断，从而达到抑制噪声干扰的效果，使设备符合电磁兼容性的要求。

隔离技术是电磁兼容性中的重要技术之一。

电路隔离主要有：模拟电路的隔离，数字电路的隔离，数字电路与模拟电路之间的隔离；所使用的隔离方法有：变压器隔离法，脉冲变压器隔离法，继电器隔离法，光电耦合器隔离法，直流电压隔离法，线性隔离放大器隔离法，光纤隔离法，Ａ／Ｄ转换器隔离法等。

一、模拟电路的隔离一套控制装置或者一台电子电气设备，通常包含供电系统，模拟信号测量系统，模拟信号控制系统。

而供电系统又可以分为交流供电系统和直流供电系统，交流供电系统主要采用变压器隔离，直流供电系统主要采用直流电压隔离器隔离。

模拟信号测量系统相对来说比较复杂，对于高电压．大电流信号，一般采用互感器（电压互感器，电流互感器）隔离法。

近年来，又出现了霍尔变送器，这些元器件都是高电压．大电流信号测量常规使用的元器件；对于微电压．微电流信号，一般采用线性隔离放大器隔离。

模拟信号控制系统与模拟信号测量系统所使用的隔离相类似，一般采用变压器．直流电压隔离器。

（一）供电系统的隔离。

由于交流电网中存在着大量的谐波．雷击浪涌．高频干扰等噪声，所以对由交流电源供电的控制装置和电子电气设备，都应该采取措施抑制来自交流电源的干扰。

采用电源隔离变压器，可以有效地抑制窜入交流电源中的噪声干扰。

但是，普通变压器却不能完全起到抗干扰的作用，这是因为：虽然一次绕组和二次绕组之间是绝缘的，能够阻止一次绕组侧的噪声电压．电流直接传输到二次绕组侧，有隔离作用，然而，由于分布电容（绕组与铁心之间，绕组之间，层匝之间，引线之间）的存在，交流电网中的噪声会通过分布电容耦合到二次绕组侧。

为了抑制噪声，必须在绕组间加屏蔽层，这样就能有效地抑制噪声，消除干扰，提高设备的电磁兼容性。

现在，专门抑制噪声的隔离变压器已经研制成功并投入使用，这是一种绕组和变压器整体都有屏蔽层的多层屏蔽变压器。

485信号隔离方案

485信号隔离方案
485信号隔离方案可以采用以下几种方式：
1. 利用光耦隔离实现485隔离：最早的隔离器件为光耦隔离器。

在基于CMOS的数字隔离器出现以前，市面上所有的隔离器件均为光耦隔离器件。

2. 利用光耦+数字隔离实现485电路隔离：由于普通的光耦隔离芯片只能适用于通讯速率较低的情况，那么在高速信号传输电路中，485使能信号可继续使用光耦隔离器件对进行隔离，而数据信号通路则可使用高速数字隔离芯片实现。

相较于传统光耦电路，系统传输速率提高，且降低了系统复杂度。

3. 利用NOVOSENSE 集成隔离485芯片实现485电路隔离：相较于上述
三种利用复杂外围电路实现485电路隔离的方案，NSi8308x系列芯片仅需单颗芯片即可实现485隔离，并且提高了系统的可靠性，稳定性。

以上是三种常见的485信号隔离方案，可以根据具体的应用场景和需求选
择适合的方案。