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[转载] 浅谈光耦、磁耦和容耦三种不同信号隔离方式特点
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 楼主 | 发布于 2018-06-23 | 只看楼主
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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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回复于 2018-06-23 沙发

长见识了,容偶确实不常见
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回复于 2018-06-23 2#

感谢分享;
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回复于 2018-06-24 3#

多谢分享!!!
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回复于 2018-06-26 4#

谢谢分享!!!
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回复于 2018-06-26 5#

多谢分享!!!
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回复于 2020-06-19 6#

有点容耦的软广告的味道。

个人见解:感觉容耦与光耦的区别还是挺大的,应用场合不同,各有千秋吧:

1.容耦的输入是电压型的,靠“调制→电场耦合→解调”来传递和隔离信号;隔离靠电容两极间的二氧化硅来绝缘;具有很高的速度,比如可以到100M;
那么也正是因为这个原因,怀疑容耦对于初级可能输入的骚扰信号,相当于是直通的。
2.光耦则不同,它是电流型的,它必须要向初级输入的信号索取3-10mA级的电流才能把信号传递到次级;它隔离是靠发光二极管和光敏三极管之间来实现的;

所以它的工作速度要慢;但因为它需要向信号源索取能量,故对于骚扰信号有更好的隔离效果。


仅供参考。


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