隔离ISOLATION基础篇Ⅰ：基本构造、各种评测指标和等级
隔离可以说是一个非常复杂的课题，因为它包含大量的设计规格以及用来表达众多隔离等级和测量值的多种方式，更不用说隔离器所必须获得批准的全球各种不同的认证机构。
先来回顾一些最为基础的隔离术语。首先，所有的一切都始于隔离，或者说电流隔离，也就是当电路交换信号时，在隔离域之间没有直流电流。电流隔离的拓扑结构有很多种形式，目前最为流行的三种形式为（没有特定的顺序）：
图1 光电耦合器的截面图
光电耦合器是加拿大Zarlink半导体公司的产物。光电耦合器的原理非常的简单直接。通过在LED上施加偏置电压，数据就可以通过LED发出的光传输到隔离栅另一端，然后在光电探测器上检测到发射出的光，并将信号信息从电流中解耦出来。虽然说光电耦合器已经有较长的历史，但是各部分之间的一致性和关联性仍然值得我们关注和研究。
电感耦合（磁变压器）
图2 基于变压器的隔离器的截面图
基于1800年代的迈克尔·法拉利的变压器原理，电感耦合法通过两个相邻但不接触的线圈相互感应而工作。将交流电压施加在一个线圈上，从而变化的电场产生磁场，该磁场又在次级线圈中感应出电场，并产生电流。这种结构可以有效地传递逻辑信息，并同时保证电流的隔离。
电容耦合
图3 一种基于电容的隔离器的截面图
最后，基于电容的隔离器来源于埃瓦尔德·格奥尔·冯克莱斯特对于电容的伟大发明。基于电容的隔离器利用电容器两个分离的极板和相关的电路结构进行隔离，如利用RC积分器、比较器或者触发器来提取信号信息。德州仪器就是利用这种方式进行隔离。
当然，以上并不是仅有的隔离方式，还有更多更为先进的技术不断被提出和优化。比如无线隔离技术，无线隔离技术是电感隔离技术的改进版本。从理论上来说，这种方法并不需要利用线圈进行信号传输，而是可以通过较宽的频谱进行能量传输，从而给电路的各部分进行供电。但是目前，现有的绝大多数的隔离电路都是采用上述三种技术中的一种来实现。
现在已经了解了隔离器的基本构造，接下来看一下隔离器的各种评测指标和等级。首先，大多数的隔离指标都以伏特、均方根（VRMS）或峰值电压（VPK）来体现。如果要将峰值电压VPK转化成均方根VRMS只需要简单的除以2的平方根，或者近似的除以1.4。反之从均方根VRMS转化成峰值电压VPK也是这个道理。除此之外，还有几个主要的隔离指标是所有设计的关键：
1、标准隔离电压额定值（Viso）：也可称为隔离额定值或者绝缘强度额定值，他有以下几个典型的分类等级：
功能隔离等级——功能隔离等级仅有少量安全要求，因为它一般只用于要求隔离接地基准电压的场合，以保证电路能正常工作。可见，安全性和浪涌性能并不是功能隔离等级的主要考虑因素。
基础隔离等级——除了功能隔离等级之外，基础隔离可以保护终端设备用户，使其免受电击。安全性是基础隔离等级的主要考虑因素，浪涌电平是确定隔离质量的关键。
辅助隔离等级——当主要的隔离系统失效时，会存在一个备用的隔离系统接替其进行工作。
双隔离等级——基础隔离等级和辅助隔离等级的结合。
增强隔离等级——增强隔离等级是一种单独的隔离系统，其提供的保护能力相当于两个冗余的单个基础隔离系统。医疗和工业应用一般要求增强隔离等级，以保护病人和终端用户，使其免受致命性电击的影响。安全性也是增强隔离等级的主要考虑因素。
标准隔离等级由多个IEC规范来规定，比如说IEC60747-5-X。
2、瞬态过电压（Viotm）：与Viso实际上来说是一样的。
3、脉冲电压或浪涌（Viosm）：在最短时间内可以承受的最高电压。
1.2μs/50μs——在一个产品的生命周期内只进行几次电击测试。
IEC60065——管理电击测试的方法和流程。
4、重复峰值电压（Viorm）：这是一个标准的交流电压。它是用来评判产品的整个生命周期的隔离等级。
可以简单的把它想象成一块木头在一段时间内所能够承受的重量。重量越重，耐受时间越短。
管理规范：IEC60664-1是控制低压系统中设备绝缘协调的系统规范。
以上这些指标为应用提供寻找正确隔离标准的方法。但是大多数产品设计中都已经对那些指标有了额定的预估值。我们可以从隔离认证机构那里获取这些参数指标，这些认证机构验证并批准认证以表明设备满足该机构所提出的相关的隔离需求，但是在评估时最好保证是以最终设计的使用情况和环境来进行评估。
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 0
本文由上山打老虎转载自GLW官网，原文标题为:隔离ISOLATION 基础篇Ⅰ，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
相关推荐
基于FIT值的光耦合器和容性数字隔离器的比较
芯片制造业中对于偏差都是严格控制的，因此可以持续的提供可靠性产品而保证零件之间几乎没有变化。一个很好的例子就是硅的优化和使用：对于一块硅的使用时间可以有多种表达方式。本文GLW主要解释以下两种：平均故障间隔时间（MTBF）和故障率（FIT）。
从发明专利趋势看数字隔离器发展
数字隔离器是一种新型器件，可以实现电气隔离状态下的信号传输功能，可以有效替代光耦，现在已经成为市场的热点，GLW格励微专利团队以数字隔离器为关键词对国内相关发明专利进行了检索和分析。
【IC】格励微国内首款全隔离RS-232总线收发器GLb3251C，具有集成度高、体积小、可靠性的优点
格励微近期研制了一款全隔离型单通道RS-232总线收发器芯片-GLb3251C，该芯片内部集成隔离电源、数字隔离器和RS-232收发器，具有集成度高、体积小、可靠性的优点，可广泛运用于高噪声环境下RS-232总线通信。
中科格励微授权世强硬创代理，加速国产数字隔离器件市场应用
中科格励微具有隔离功能的系列产品包括标准数字隔离器、隔离电源、隔离型总线和隔离栅极驱动器等。
技术分享 | GLW隔离栅极驱动芯片GLd3403在伺服驱动器应用
本文针对伺服驱动器内部的逆变电路所采用的隔离栅极驱动芯片GLd3403的应用参考电路、典型参数计算、应用注意事项等多个方面进行详细阐述，旨在为大家提供完整清晰的隔离栅极驱动电路设计。
格励微发布集成隔离电源的隔离CAN收发器接口芯片GLb3053P，数据速率可高达1Mbps
格励微（GLW）推出的GLb3053P是一款隔离式控制器局域网(CAN)物理层收发器，该器件将双通道隔离器、CAN收发器和隔离式DC/DC 转换器集成于单个SOP表贴封装中，在CAN协议控制器与物理层总线之间创建一个完全隔离的接口，提供了完全隔离的CAN解决方案。
GLW(格励微) 数字隔离器/隔离驱动器/总线接口芯片/隔离DC-DC转换器 选型指南
描述- 中科格励微成立于2017年10月,专注于数字隔离技术研究。公司现有员工200余人,拥有一支设计经验丰富的混合集成电路设计队伍,在北京、天津、西安、成都设立四大研发中心。公司掌握自主知识产权的电磁数字隔离器和电容数字隔离器设计技术,建有完整的数字隔离器设计技术平台、片上变压器/电容器加工工艺平台和隔离全参数测试平台。公司产品包括数字隔离器、隔离电源、总线接口、隔离驱动器等系列产品,产品广泛应用于新能源、工业控制、数字电源、智能电气等领域。
型号- GIC1400H-SW,GID3404A-LB,GIB1251-SN,GID2402A-SN,GIC1400H-SS,GID3404D-SN,GIB2491-SW,GIC1603H-SS,GIC1400H-SN,GIC1603H-SN,GIT3232-ST,GIC1603H-SW,GIC1401L-SW,GIC1211L-SN,GIT3232-SN,GID2402A-SW,GID3403B-LB,GID3404D-SW,GID1200,GIB1260-SW,GIB249X,GIC1402H-SW,GIP6414L-SW,GID2402D-SN,GID2402A-LB,GIC1402H-SS,GID3403B-SW,GID3404D-LB,GIC1201L-SN,GIB2582-SW,GIC1601H -SS,GIC1211L-SW,GIT3232,GID3403B-SN,GID2402D-SW,GIC140X,GIC1200L-SW,GIP5028-SW,GIB3251-SW,GID2402C-SN,GID3403C-SW,GID3404C-LB,GID340X,GIP6412L-SW,GIP6411H-SW,GIC1201H-SN,GIC1600H-SW,GID3403C-SN,GIC1600H-SS,GIP6413H-SW,GIC1600H-SN,GID2402C-SW,GIC1201H-SW,GIB3251,GIC1601L-SW,GIC1601L-SS,GID3404A-SN,GIB2492-SW,GIP6410L-SW,GIC1602H-SW,GID2402C-LB,GID1200-SW,GIC1601L-SN,GIC1602H-SN,GIC1401L-SN,GIC1401L-SS,GIC1602H-SS,GIC1402H-SN,GIP641X,GIB3053-SW,GID3404A-SW,GIC1603L-SS,GIP5028,GIC1603L-SW,GID2402B-LB,GID3403A-SW,GIC1603L-SN,GIC1401H-SW,GID3403A-SN,GIC1400L-SN,GIC12XX,GIC1401H-SS,GIC1400L-SW,GIC1401H-SN,GIB2582,GID3404C-SN,GIC1211H-SN,GIB1250-SN,GIP6411L-SW,GIC1402L-SW,GIC1402L-SS,GIC1211H-SW,GIC1402L-SN,GIP6410H-SW,GIB1260,GID3403C-LB,GID3404C-SW,GIC1200L-SN,GIC1601H-SN,GIC160X,GIC1200H-SN,GID3404B-SN,GIP6413L-SW,GIP6414H-SW,GIB125X,GIC1200H-SW,GID2402D-LB,GIC1600L-SW,GIP6412H-SW,GIC1600L-SS,GID3403D-LB,GID3404B-SW,GIC1201L-SW,GIC1600L-SN,GIB4651-SW,GIB3053,GID2402B-SN,GID3404B-LB,GIC1400L-SS,GID3403D-SW,GIC1602L-SS,GID3403A-LB,GID3403D-SN,GIC1602L-SW,GID2402,GIC1601H-SW,GID2402B-SW,GIC1602L-SN
【IC】格励微GLb3063PW集成隔离电源的隔离式CAN FD收发器接口芯片，数据速率可高达5Mbps
格励微推出全新的集成隔离电源的隔离式CAN FD收发器接口芯片---GLb3063PW，可广泛适用于工业、电力、通信和楼宇自动化等各领域中的控制总线设计。符合ISO 11898标准，采用5V单电源供电，它能以最高5Mbps的数据速率工作，具有热关断、显性超时以及过流保护功能，可防止输出短路。额定温度范围为−55℃至+125℃，提供宽体塑封SOP-16封装。
格励微新品高集成度RS485/422总线收发器GLb2682P，提供3.3V/5.0V单电源供电
GLW（格励微）近日推出一款高集成度隔离式RS485/422总线收发器GLb2682P，该器件采用片上变压器实现信号和电源的隔离传输。该芯片在单个SOP16封装内实现了数字信号隔离、电源隔离和总线收发控制三种功能，在RS-485协议控制器和物理层总线之间创建一个完全隔离物理环境
隔离式CAN物理层收发器GLb3053M，采用5V单电源供电，最高支持1Mbps数据速率
GLb3053是GLW推出的一款隔离式控制器区域网络（CAN）物理层收发器，集成隔离DC/DC转换器，符合ISO 11898标准。该器件将双通道隔离器、CAN收发器和隔离式DC/DC转换器集成于单个SOP表贴封装中。该器件采用5V单电源供电，提供完全隔离的CAN解决方案，支持总线引脚超过±16kV ESD保护以及信号和电源隔离。
Gip641x 集成隔离电源的四通道数字隔离器
型号- GIP6410,GIP6413L-SW,GIP6413,GIP6414H-SW,GIP6414,GIP6411L-SW,GIP6411,GIP6412,GIP6411H-SW,GIP6414L-SW,GIP6410H-SW,GIP6412L-SW,GIP6412H-SW,GIP6410L-SW,GIP641X,GIP6413H-SW
电子商城
现货市场
服务
可定制风扇尺寸覆盖18x18x04mm~165x165x25mm，随散热器大小而定制；风扇转速范围：1000 RPM~16500 RPM。支持DC风扇，直流风扇轴流风机，鼓风机以及电脑笔记本风扇等产品定制。
最小起订量： 500pcs 提交需求>
可定制连接器的间距范围1.25mm~4.5mm、单列/双列列数、焊尾/表面贴装/浮动式等安装方式、镀层、针数等参数，插拔寿命达100万次以上。
最小起订量： 1 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论