當前的電子系統中，往往有很多數字信號和模擬信號需要進行傳遞，同時要求有很高的電阻隔離特性，實現電子系統與用戶之間的隔離，多采用光耦、磁隔離和電容隔離來實現，但其功耗、速度、隔離電壓等方面往往不能達到最優。針對隔離產品市場，Silicon Labs公司推出以無線傳輸來實現信號的隔離和傳遞，同時在性能方面得到了很大的提升。
本文將重點對數字隔離器的工作原理，產品特點及性能等分別進行介紹，再講解數字隔離器在電子產品中的部分應用。
一、隔離產品的工作原理
1、按照隔離產品的傳播方式可以分為光耦隔離、磁隔離和電容隔離，以及Silicon Labs產品中采用的無線隔離。以光耦為例，其傳播原理如下：
輸入的電信號驅動發光二極管（LED），使之發出一定波長的光，被光探測器接收而產生光電流，再經過進一步放大后輸出，這就完成了電—光—電的轉換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。其優點是信號單向傳輸，隔離電壓高，抗干擾能力強；其缺點也比較明顯，速度不會特別快，最高50Mbps，LED功耗較大，工作時間較長LED很容易老化。
2、Silicon Labs以無線的方式實現信號的隔離和傳播，下面以Si84xx為例說明其工作原理。
說明：左邊Input做為信號的輸入，將該信號轉換為無線射頻信號后，右邊進行RF接收和處理，并且通過Output將接收的信號進行輸出。無線信號的調制頻率為2.4GHz左右，不在通訊頻率范圍。其調制和解調信號如下圖：
因為采用了無線信號進行信號的傳遞，信號的轉換和傳遞速度快，數據傳遞速率可達到150Mbps，尺寸也可以做的很小，功耗非常低，傳播時間短，隔離電壓非常高。由于是無線進行信號傳遞，容易造成電磁干擾。
二、Silicon Labs隔離產品分類及特點
1， Silicon Labs隔離產品，大致可分為三類，數字隔離，隔離門級驅動，電流隔離傳感，如下：
2， 產品特點。Silicon Labs隔離產品具有功耗低、速度快、傳播延遲短等優點，是業界速度最快，集成度最高的隔離器。最高速度達到150Mbps，一個IC最高能集成6通道，隔離電壓可達到5KV，共模瞬態抗擾度（CMTI)高，大于25KV/uS；EMI方面，符合IEC 61000-4-8 和 IEC 61000-4-9標準。
3， 數字隔離可供選擇的產品非常多，有單向、雙向及混合型的隔離產品，單通道和多通道的產品均有，如下。
4， 產品的隔離性能很好，其參數如下。
三、Silicon Labs隔離產品的性能及應用
1， Silicon Labs隔離產品能消除地線回路的問題，實現不同電壓的傳送，增加共模抑制比等。
A， 消除地線回路應用
B， 實現電壓傳送應用
C， 增加共模抑制比應用
D， 使邏輯電平兼容應用
2， Silicon Labs隔離產品在工業領域中的應用
A，隔離ADC數據
特點是在高壓電路中傳送低壓信號，消除地線回路，抑制共模噪聲，低延時，高速度，可靠性高。
B，工業通訊隔離
能實現現現場總線，器件總線，控制總線的隔離，能是用戶和系統之間進行保護和隔離，傳輸速度快而且可靠性高。
3， Silicon Labs隔離產品Si8405等能實現I2C的雙向隔離，比光耦減少1/3空間，支持35mA開路輸出，外圍電路僅需要兩個電阻和電容，支持時鐘速度達1.7MHz。
在傳統的I2C通訊隔離中，需要將兩套單向的隔離器件重復使用，才能將信號雙向信號(比如Data)進行有效的隔離。
4， Silicon Labs隔離產品在能源系統中的應用，典型的有開關電源，燈光照明，逆變器，馬達控制等等，在系統的應用機會如下：
Silicon Labs的數字隔離器件，具有速度高、隔離電壓高、功耗低、可靠性高的特點，能很好的應用于電子產品中，并且可供選擇的產品類型眾多。在電子系統的應用中，Silicon Labs的數字隔離器件能很好地消除地線回路，增加共模抑制比，通訊數據隔離。
目前，Silicon Labs授權代理商世強電訊可以提供Si84xxISO開發板、分布供電參考設計、IBIS 模型等。
羅國才 應用工程師，世強電訊
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