基于电磁耦合技术的第二代数字隔离器原理及特点

时间： 2021-06-08 来源：荣湃半导体

代理服务

技术支持

批量订货

变压器一般由两个绕组，即一次绕组和二次绕组组成，这两个绕组通过磁芯而发生耦合。将交流电压施加给其中的一个绕组时，这个绕组中就会有电流流动，从而形成磁动势，因此，磁芯中出现交变磁通。这种交变磁通通过两个绕组，使其分别感应出电动势。这就是著名的法拉第电磁感应定律的典型应用。但变压器不能传递直流信号，对频率很低的信号，激磁电感变得很小，传递效果也不好。要用变压器传递直流和低频信号，须在输入端将输入信号调制成一个交流信号，用变压器传递此信号，在输出端解调，得到一个与输入信号相关的输出信号。这种电信号的“电-磁-电”的转换和传输实现了电磁耦合技术核心功能---电信号间的隔离传输和电能的隔离传输。

随着技术的发展，MEMS技术（Micro-Electro-Mechanical System，微电子机械系统）使得片上变压器制作成为可以，也为电磁隔离提供了新的发展方向。片上变压器是采用MEMS工艺等集成电路制作手段设计的微米级电感线圈对，基本原理与普通变压器相同，相互靠近的导电线圈通过磁通变化相互感应，但是片上变压器体积小，没有磁芯，高频耦合性能好且不存在磁饱和、退磁等现象。由于体积与集成IC相当，可以利用封装技术与集成电路封装在一起。

由以上分析可以看出，基于电磁耦合技术的芯片级数字隔离器原理框图如图1所示。与第一代数字隔离器（高速光耦）相比，电信号隔离传输路径由“电-光-电”转化成“电-磁-电”，因此我们可以称基于电磁耦合技术的数字隔离器为第二代数字隔离器。

图1 基于电磁耦合技术数字隔离器原理框图

电磁耦合技术利用不断变化的磁场通过隔离栅实现电信号的传输，因此第二代数字隔离器具有如下特点：

1.共模噪声相对较小；

2.可以传输电能；

3.需要激磁电流，无法降低功耗；

4.使用高频载波技术，高频载波和谐波对外界产生电磁辐射大；

5.空心线圈易受外部磁场(噪声)的干扰，磁场抗扰度(MFI)低；

荣湃的1系列的数字隔离器是采用电容耦合技术。该系列数字隔离器集成的片上电容可实现更快速的数据传输和更高的信号完整性，其抗磁干扰能力比电磁耦合技术好很多，且功耗较高性能光电耦合技术降低了很多。荣湃的数字隔离器具有极高的性价比，非常适用于RS485/422通信，CAN总线，SPI总线，现场总线等有干扰的工业网络中应用。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 9
| 转发至：

本文由犀牛先生转载自荣湃半导体，原文标题为:第二代数字隔离器 – 电磁耦合，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。

全部评论（9）

小万 Lv7. 资深专家 2021-07-02

学习一下。
titan Lv8. 研究员 2021-07-02

学习
KoFaCh Lv8. 研究员 2021-06-24

学习
灵风 Lv7. 资深专家 2021-06-21

有用
EEric Lv7. 资深专家 2021-06-16

赞

古月工 Lv8. 研究员 2021-06-15

学习
牛xiansheng Lv5. 技术专家 2021-06-10

学习
horrybotter Lv4. 资深工程师 2021-06-10

学习
zwjiang Lv9. 科学家 2021-06-09

学习学习

没有更多评论了

荣湃半导体专注数字隔离器，采用独创iDivider技术，助客户缩短产品研发周期

荣湃半导体有限公司是一家致力于打造全球技术领先的高性能模拟集成电路的国产供应商，目前已经上市的产品有数字隔离器π1xxx ＆ π2xxx系列产品，该系列产品的综合性能远优于目前市场上同级别产品数倍，填补了中国数字隔离器芯片领域的产品空白。

2021-09-17 - 原厂动态代理服务技术支持批量订货

解析隔离器的两种失效模式，荣湃数字隔离器在两种模式下均表现优异

在高电压大电流应力情况，分析隔离器的失效模式，有助于决定系统是否需要额外的保护以防止隔离器失效后带来的触电危险；同时有助于优化系统电路设计，规避隔离器失效条件，提高系统的稳定性和可靠性。文章解析隔离器的两种失效模式及荣湃数字隔离器两种失效模式下的优异表现。

2021-06-07 - 原厂动态代理服务技术支持批量订货

数字隔离器π121U41与光耦PC816对比测试

荣湃半导体π121U41 在不同频率下的值几乎无变化，一致性好；光耦合器PC816在不同频率下的值变化明显，在频率为90KHz 时，输出波形已严重失真。相比之下数字隔离器π121U41 的各项性能参数都明显优于光耦合器PC816。

2021-05-27 - 原厂动态代理服务技术支持批量订货

荣湃半导体（2Pai Semi）数字隔离器/驱动器/隔离放大器选型指南

描述- 荣湃半导体创立于2017年，专注于高性能模拟集成电路产品的研发与设计，聚焦数字隔离器、驱动器、隔离放大器等产品系列，并广泛应用于工业控制、新能源汽车、数字电源、智能电器等领域，致力于建立物理世界与数字世界的安全联结。凭借自主知识产权的电容智能分压（iDivider）技术，实现国产数字隔离芯片的突破，匠心智造不一样的隔离好产品，用“芯”创造新价值。

型号- Π120S60R,PAI8253E-WR,PAI8232C-WR,Π131E31S,PAI120E60-W5R,PAI122E60-W5R,PAI8253C-S1R,Π141M31,Π131E30S,Π141M30,Π140M61,Π131U31S,Π140M60,Π163M60,Π163M61,Π140A30S,Π141E31,Π141E30,Π140E60,Π163E60,Π163E61,Π120S61R,PAI8300-W5R,Π131A61,Π163U60,Π131A60,Π131M60R,Π163U61,Π221N61,PAI8233E-WR,Π121A31,Π121A30,Π120A61,PAI8211C-SR,PAI8233E-S1R,Π120A60,Π120A31,PAI85137-SR,Π161A60,Π140U31,Π140U30,PAI8211C-W5R,Π142U30S,PAI85236-SR,PAI8252C-WR,PAI85237-PT,Π121U61R,Π161A61,PAI8232D-S1R,Π120A30,Π142A60,Π142A61,Π162A30,Π162A31,PAI8253D-WR,Π122M60,Π122M61,PAI8252B-S1R,Π142E31S,Π122U60,Π131U30S,PAI8232B-WR,Π122U61,PAI8233B-S1R,Π140M31,Π140M30,Π142U31S,Π142E30S,Π121U60R,Π140E31,Π122E60,Π140E30,Π122E61,Π121E60R,Π130U31S,Π121E61,Π121M60,Π122E30,Π122E31,Π140E31S,Π131S61R,Π121M61,Π121U60,Π130A60,Π122M30,Π122M31,Π131A30,Π130A61,Π121S61R,Π131A31,PAI8252D-S1R,Π160E31,Π160M30,Π131A30S,Π130E31S,Π121E60,Π160E30,PAI120E61-W5R,Π142A31,Π141A61,PAI8558EQ-W2R,Π141A60,Π162A60,Π160U31,Π162A61,Π140E30S,PAI8232D-WR,PAI8232C-S1R,Π160M31,Π160U30,PAI8171A-SR,Π121S60R,Π131A31S,Π121U61,PAI8252B-WR,Π122U30,Π122U31,Π163A30,Π163A31,Π142A30,Π141U30S,Π122E11,PAI8253C-WR,Π122E10,Π122M11,Π120M60R,Π131M61R,Π122M10,Π121U31,PAI8233C-S1R,Π121U30,Π220N61,Π120U61,Π120U60,Π221N31,Π110E31,Π110E30,Π141E30S,PAI8233D-WR,Π110M31,Π110M30,Π141U31S,Π130U30S,PAI85136-SR,Π120M61R,Π131S60R,Π130A31,Π142A30S,Π130A30,Π161M30,PAI85236-PT,Π161M31,Π141E31S,Π160M61,Π160M60,PAI8253D-S1R,Π130E30S,Π161E31,Π161E30,Π160E61,PAI85137-PT,Π160E60,Π130A30S,Π131M31S,Π131U61,Π140A61,Π131U60,Π140A60,Π163A60,Π163A61,Π161U30,Π161U31,PAI121E60-W5R,Π160U61,Π160U60,Π110E11,PAI8252A-WR,Π110E10,Π120E61R,PAI8233B-WR,Π142A31S,Π110M11,Π110M10,PAI8252C-S1R,PAI85136-PT,Π141A31,Π141A30,Π121E31,PAI8253A-S1R,Π121E30,Π130A31S,Π120E61,PAI8253B-WR,Π120E60,Π121M31,Π131U60R,Π121M30,Π120M61,H140E61,Π120M60,Π131E61,Π142U60,Π131E60,Π142U61,Π131M61,Π131M60,Π120E30,Π142E60,Π142E61,Π142M30S,Π120E31,Π120M30,Π142M60,Π142M61,Π120M31,Π140U30S,PAI8233D-S1R,Π161M61,Π162M30,Π162M31,Π161M60,Π161E60,Π121M61R,Π162E30,Π162E31,Π161E61,Π130U60,PAI8211A-W5R,Π131U30,Π130U61,Π131U31,Π141A30S,Π161U61,Π162U30,Π162U31,Π140U31S,PAI8253E-S1R,Π142M31S,Π131M30S,Π161U60,Π120U30,Π220N31,Π120U31,Π122A61,Π122A60,Π121M60R,PAI8211A-SR,PAI8233C-WR,Π140A30,PAI8232A-S1R,PAI8253A-WR,Π141A31S,Π120E11,Π120E10,Π140M31S,Π141U61,Π120M11,Π141U60,Π120M10,PAI8485-W1R,Π130E60,Π131E30,Π130E61,Π142U30,Π142U31,PAI8450-W1R,Π131E31,Π121A60,Π130M60,Π160A30,PAI8233F-WR,Π131M30,Π130M61,PAI122E61-W5R,Π121E61R,Π122A31,Π131M31,Π122A30,Π130M31S,PAI8253B-S1R,Π121A61,Π160A31,PAI121E61-W5R,Π142E30,Π142E31,PAI8253F-WR,PAI8233F-S1R,Π140M30S,Π142M30,Π142M31,PAI85237-SR,Π163M30,Π163M31,PAI8233A-WR,Π141M61,Π141M60,Π162M60,Π162M61,Π163E30,Π163E31,Π141E61,Π141E60,Π162E61,Π130U31,PAI8232A-WR,Π130U30,Π120U60R,Π163U31,Π163U30,Π110A30,Π110A31,Π131U61R,Π162U60,Π162U61,Π131E60R,Π141M30S,PAI8253F-S1R,Π120U61R,Π141U31,Π141U30,Π140U61,Π140U60,Π120E60R,Π131E61R,PAI8131A-SR,Π130E31,PAI8252D-WR,Π130E30,Π161A31,Π140A31S,Π161A30,Π160A61,PAI8233A-S1R,Π160A60,Π130M31,PAI8486-W1R,Π130M30,Π141M31S,PAI8252A-S1R,Π130M30S

2022/9/26 - 荣湃半导体 - 选型指南代理服务技术支持批量订货

荣湃半导体（2Pai Semi），全球独创智能分压隔离技术（i Divider技术），致力于打造全球技术领先的高性能模拟集成电路产品，专注于开发隔离器（标准数字隔离器，隔离收发器、隔离驱动器和隔离电压源）和物联网通信以及电流感应器系列产品。

隔离器

代理服务线上商城技术资料

如何理解数字隔离器的电平转换功能？

荣湃数字隔离器双侧供电完全独立，不论两侧供电电压的相互关系如何，只要在允许的供电范围内，数字隔离器都能工作。所以，数字隔离器可以通过调整输入端供电电压和输出端供电电压，实现信号隔离传输中的电平转换，免去单独的电平转换芯片。

2024-10-30 - 技术问答代理服务技术支持批量订货

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

2024/3/28 - GLW - 选型指南 - 2024A 代理服务技术支持批量订货

【应用】荣湃双通道数字隔离器π121U31助力咖啡机应用，隔离电压3000Vrms，传输速率高达150Kbps

随着国外饮品咖啡越来越受到年轻人的青睐，许多城市的咖啡店和品牌也越来越多，为了满足这强烈的市场需求，智能咖啡机的需求也日益增长。智能咖啡机的主控MCU和研磨电机单元之间的驱动信号和状态信号需要隔离，本文推荐一款荣湃的双通道数字隔离器π121U31，它的整体性能优于光耦和基于其他原理的数字隔离器产品，隔离电压等级最高可达3000Vrms，非常适合咖啡机的应用。

2023-06-30 - 应用方案代理服务技术支持批量订货

如何选择数字隔离器额定传输速率？

荣湃数字隔离器有5档额定传输速率可供选择，分别为A(600Mbps)；E(200Mbps)；M（10Mbps）；S(2Mbps)；U(150Kbps)。对于通讯接口隔离（如RS232,RS485,SPI等）可根据通讯速率进行选择；对于低功率开关管隔离驱动的应用，由于上下桥之间、系统与系统之间要求每个通道之间的延时差异非常小，建议选择M类产品。

2024-10-30 - 技术问答

【选型】国产六通道高速率数字隔离器π160E/M60可兼容SI8660BD-B-ISR，速率达200Mbps

在电力电气设备产品上，需要用到数字隔离器来保护电路低压侧关键器件安全以及隔离通信线路中的干扰噪声。本文将为大家介绍两款可兼容SI8660BD-B-ISR的国产荣湃半导体π160E60、π160M60六通道高速率数字隔离器。

2022-06-18 - 器件选型代理服务技术支持批量订货

胜金微电子（SMST）时钟芯片/漏电保护器/数字隔离器/功率器件选型指南

描述- 杭州胜金微电子是一家专业从事高端集成电路芯片研发、销售、应用及服务的高新技术企业。公司拥有芯片研发及应用人员100+，并拥有集成电路相关专利近100项。公司围绕安全环保、绿色节能的开发理念布局了高端时钟、数字隔离器、电源管理、GaN功率器件等，主要应用于新能源、5G通讯、工业控制等领域。可为客户提供定制化产品和解决方案。

型号- SMST5381＿X,SMST5341＿X系列,SMST5351B,SMST539X,SMST5351A,SMST5351C,SMST5341＿X,SMST624X,SMST5330X系列,SMST532XX,SMST52112,SMST650D350,SMST530＿X,SMST52112＿X系列,SMST510＿X系列,SMST695X,SMST784X,SMST54133,SMST683X,SMST710X,SMST754X,SMST621X,SMST69XX,SMST54123L,SMST697X,SMST786X,SMST63XX,SMST714X,SMST65XX,SMST52112＿X,SMST30C,SMST650D200,SMST530＿X系列,SMST54123,SMST650D240,SMST120C,SMST100C,SMST54123F,SMST758XX,SMST54X,SMST532XX系列,SMST696X,SMST684X,SMST650D600,SMST781X,SMST54123A,SMST650D800,SMST5147B,SMST622X,SMST755X,SMST610X,SMST654X,SMST5145,SMST626X,SMST715X,SMST5146,SMST614X,SMST658XX,SMST5147,SMST650D140,SMST510＿X,SMST650DXX,SMST5381＿X系列,SMST782X,SMST623X,SMST534X,SMST68XX,SMST655X,SMST538X,SMST64XX,SMST615X,SMST5159,SMST5152,SMST150C,SMS5901,SMST5154,SMST5330X,SMST60C,SMST650D190,SMST650D500,SMST650D100,SMST662X,SMST56X,SMST650D2K2,SMST682X

2023/8/8 - 胜金微电子 - 选型指南代理服务技术支持批量订货