【技术】浅谈光耦、磁耦和容耦三种不同信号隔离方式特点

时间： 2018-02-07 来源：世强作者：明

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随着对信号的抗干扰能力提升，会对信号进行越来越多的隔离处理。目前市场上用的最多的隔离方案通产会采用光耦和磁耦的。一个采用光电传输的方式进行信号的隔离，另一个是采用磁场的形式进行信号的隔离；但是随着在车载上的运用，会对隔离芯片提出越来越苛刻的要求，比如通讯速率，信号传输延时时间，寿命，CMTI能力，是否具有很好的扛EMI特性以及AEC-Q100的车轨要求，显然光耦及磁耦在这方面不能完全满足车载上的要求。但是SILICON LABS推出的容耦具有满足车载上运用的特点。首先是车规级芯片，CMTI及可靠性高，在汽车领域的信号隔离运用广泛；现在谈一下光耦、磁耦和容耦三种不同通讯的特点对比：

首先三种不同的隔离形式对比如图1所示：很明显看出隔离的方式是不一样的。光耦是通过电到光到电的形式进行信号传输；容耦采用高频信号调制解调将输入信号通过电容隔离之后传输出去；磁耦的隔离主要通过磁场进行能量传递将信号进行隔离传输。

图1：光耦隔离容耦隔离磁耦隔离

如图2所示将三者技术进行归纳总结对比：

通过图2的参数对比，可以看到在绝缘这块容隔离是优于光耦和磁偶的。因为SIO2是目前绝缘介质中隔离性最强的，相比于化合物的绝缘来说，采用SIO2做绝缘具有更强的绝缘优势；隔离特点上光耦采用光的形式进行信号传递，容耦通过电场的形式进行传输，磁偶采用磁场形式进行传输；由于光耦本身通过发光二极管实现光信号到电信号的转换，而发光二极管存在光栅问题，可靠性受到影响；而磁偶由于集成变压器，通过变压器进行磁场的能量交换，但是变压器本身是一个辐射源，存在着EMI干扰性问题。容耦通过电容进行隔离，内部集成高频调制信号将输入信号进行调制解调，信号具有很好的跟随特性，在性能更具优势。

图2：三种隔离方式参数对比

推荐SILICON LABS容隔离系列芯片SI86XX，非常适合车载信号隔离，其有以下特点：

1）SILICON LABS的隔离芯片SI86XX采用Si02基底介质，每路隔离通道都是采用差分电容设计，而Si02特性为无机材料在各种温度、湿度条件下都是最稳定的，高隔离度介质： > 500V/微米(注：光耦采用聚合物隔离，隔离等级50V-200V/um)

2）差分输入，采用OOK调制技术，输出完全跟随输入信号，稳定输出。差分信号设计抗干扰能力强；

3）高寿命工作电压：>60年，在工作电压范围

4）噪声性能：抗噪声能力，高共模瞬态抑制 (CMTI) ，器件需要抵抗高电压瞬变防止数据从这些瞬变发生错误，具备优越的噪声抑制能力，CMTI能力高达50kV/µS

希望通过以上简单介绍，能够帮助你理解三种隔离技术的不同特点，作为隔离选型可以优选考虑容隔离。

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杨小广 Lv7 2022-11-07

通讯速率，信号传输延时时间，寿命，CMTI能力，是否具有很好的扛EMI特性以及AEC-Q100的车轨要求
燕子1227 Lv6 2022-09-01

学习
Modify Lv7. 资深专家 2022-05-05

很详细，学习了
Modify Lv7. 资深专家 2022-05-05

很详细，学习了
Modify Lv7. 资深专家 2022-05-05

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用户_7794 Lv5 2021-11-17

非常详细的分析，学习到了
零度咖啡 Lv5. 技术专家 2021-01-29

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plhust Lv7. 资深专家 2020-09-14

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风中羽翼11 Lv6. 高级专家 2019-11-27

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落地生根 Lv7. 资深专家 2019-11-25

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