隔离

<strong>电路功能与优势</strong>

图1所示电路是一种完整的低成本模拟/模拟隔离器解决方案， 它提供2500 V rms的隔离值(1分钟，符合UL 1577标准)。该电路基于AD7400A－一款二阶Σ-Δ型调制器，提供数字隔离的1位数据流输出。隔离模拟信号利用一个基于双通道、低噪声、轨到轨运算放大器AD8646的四阶有源滤波器恢复。

<center><img src="http://adi.eetrend.com/files/2017-06/wen_zhang_/100006322-19571-pingmuk…; alt=""></center>

<strong>作者：Mark Cantrell</strong>

目前在办公室和家庭中使用的标准信息处理设备—个人电脑 (PC)，使用通用串行总线(U S B) 与大多数外设进行通讯。标准化、低成本 及软件和开发工具的支持已使个人电脑成为医疗和工业应用很具吸引力的主处理器平台，但这些增长中的市场对安全性和可靠性要求 （特别是在电气隔离方面）与一直以来推动个人电脑发展的办公室环境有很大不同。

早期的个人电脑以串行和并行端口作为与外部世界连接的标准接口。这些标准是从最早的大型计算机继承而来的。另一个可用的通讯标准R S-232 接口，虽然速度慢，但因为可简单地实现所需要的鲁棒隔离，很适合医疗和工业环境。由于得到广泛使用并有良好的支持，人们容忍了其速度低和点对点的缺点。

USB接口已取代R S-232，成为个人电脑及其外设的标准端口，其特性几乎在所有方面都远远优于较老的串行端口。然而，对于要求隔离 的医疗和工业应用，由于实现隔离的难度大且成本高，USB一直主要用作诊断端口和临时连接。

<strong>作者：Mark Cantrell和BikiranGoswami，ADI公司</strong>

<strong>真实世界SPI部署</strong>

SPI是一种非常有用且灵活的标准，但它的灵活性来源于它的简洁。四个单向中等速度隔离通道将处理时钟速率为数MHz的SPI。而设计人员放弃的是诸如中断服务支持等功能，以及诸如复位功能或从非SPI支持报警功能等直接通信通道。其结果是，频繁使用SPI的接口具有并行工作的额外GPIO线路，便处理这些功能。隔离SPI时，所有这些线路也都需要隔离。很多情况下，额外通信不需要高速，因此计人员便从认证器件列表上选用几个光耦合器，而不再使用SPI所需的高速数字隔离器。但是，光耦合器
不如数字隔离器那么容易设计，尤其是简单的低速光耦合器。设计师也许需要上一堂“光耦合器电流传输比(CTR)如何随时间和温度变化而变，以及它如何影响应用速度”的速成课。如果多个方向需要额外的通信，那么就需要使用多个封装，因为如果光耦合器是一个多通道器件，则其通道就必须沿同一个方向传输数据。随着设计的逐步展开，尺寸、成本和时间投入便会快速增加。

本视频中，两位实习生在隔离SPI总线时面临着使用传统光耦合器解决方案还是采用ADI公司最新SPIsolator™的隔离器件的挑战。观看实习生如何克服空间、成本和使用便利性等难题。

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<strong><a href="http://www.analog.com/cn/applications/markets/motor-control-pavilion-ho…，获取更多电机控制设计信息</a></strong>

<strong>Martin Murnane</strong>

<strong>太阳能光伏逆变器</strong>

利用太阳辐射直接产生的电能绝大部分来自太阳能光伏(PV)电池，它将光子能量转换成电子流，进而形成电流。图1所示为大型光伏发电设备的航拍照片。

<center><img src="http://adi.eetrend.com/files/2017-05/wen_zhang_/100006171-18995-pingmuk…; alt="亚利桑那州尤马县太阳能光伏发电设备1"></center>

<center>图1. 亚利桑那州尤马县太阳能光伏发电设备1</center>

<font color="#FF8000">-提供下一代电源开关技术解决方案</font>

Analog Devices, Inc. (ADI)今天宣布推出小型隔离式栅极驱动器，这些产品专门针对SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）等电源开关技术所需的更高开关速度和系统尺寸限制而设计，同时仍然提供对IGBT（绝缘栅双极型晶体管）和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）配置的开关特性的可靠控制。ADuM4120和ADuM4121系列利用ADI公司成熟的 i Coupler ® 隔离技术，结合高速CMOS和与单芯片变压器技术，可实现超低传播延迟，且不影响共模瞬变抗扰度(CMTI)性能。

光耦合器或脉冲变压器等传统技术很难提供短延迟并维持CMTI性能，而ADuM4120和ADuM4121专门设计支持新型逆变器架构的更高开关速度。在需要多个电源开关的系统中，这些采用SOIC封装的小型隔离式栅极驱动器可以最大程度地减小PCB布局空间，从而降低冷却要求。另外，这些栅极驱动器的外形尺寸很小，能够靠近电源开关放置，可减少驱动器和开关之间的寄生电感。ADuM4120和ADuM4121可在高温范围和高工作电压下工作，非常适合改进太阳能逆变器、电机控制器和工业逆变器应用的能源效率和时序性能稳定性。

<strong>简介</strong>

RS-485总线标准是适用最广泛的物理层总线设计标准之一，RS-485标准可用于驱动多达32个驱动器、接收器对。虽然未规定最长线缆长度，但长度可达4000米。RS-485的多功能性使该设计适用于各类应用，尤其是远程的系统间连接。

由于RS-485系统通常用于连接多个系统，电缆铺设距离很长，因此总线和所连接的各个系统之间隔离非常关键。数字隔离技术在RS-485电缆网络和与其连接的系统之间提供了重要的隔离，并防止过压瞬变，同时避免在RS-485网络中形成接地环路。以数字方式将RS-485总线与连接至总线的各系统隔离开来，可减少信息失真和误差，并防止系统和组件发生系统和总线电压及接地失配。

本应用笔记的目的是向用户简要的介绍RS-485系统物理层，并解释系统隔离的重要意义。本应用笔记的详细说明了如何使用 ADI公司iCouplerׂ产品在RS-485系统中实现隔离。

<strong>作者：David Krakauer，ADI公司iCoupler®数字隔离器部门产品线经理</strong>

多年来，工业、医疗和其他隔离系统的设计人员实现安全隔离的手段有限， 唯一合理的选择是光耦合器。如今，数字隔离器在性能、尺寸、成本、效率和集成度方面均有优势。了解数字隔离器三个关键要素的特点及其相互关系，对于正确选择数字隔离器十分重要。这三个要素是：绝缘材料、结构和数据传输方法。

设计人员之所以引入隔离，是为了满足安全法规或者降低接地环路的噪声等。电流隔离确保数据传输不是通过电气连接或泄漏路径，从而避免安全风险。然而，隔离会带来延迟、功耗、成本和尺寸等方面的限制。数字隔离器的目标是在尽可能减小不利影响的同时满足安全要求。传统隔离器——光耦合器则会带来非常大的不利影响。它们的功耗极高，而且数据速率低于1 Mbps。虽然存在更高效率和更高速度的光耦合器，但其成本也更高。

ADI控制和隔离器件保护任务关键型系统，为无人系统带来安全性和高性能。isoPower®采用iCoupler®技术，单封装内集成隔离式DC-DC转换器，具有数据隔离能力。

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<strong>Hein MaraisADI 公司应用工程师</strong>

在仪器仪表、过程控制、工业自动化、电机和功率控制、医疗保健等应用中，需要将信息从各种传感器传送到中央控制器进行处理和分析。系统根据分析结果和用户输入进行优化。为了维护用户接口必须的安全性，并且防止来自信号源的耦合瞬变，必须进行电气隔离。此类系统的例子有很多，例如，精密机械臂需要在有电弧焊等设备的恶劣工业环境下工作，病人监护仪需要在除颤期间工作。

设计系统时必须考虑市场要求，尤其应满足EMC要求。出售产品到欧盟时，需要CE标志；出售产品到美国时，也存在类似要求，如FCC分类认证。为取得这些认证，系统需要执行并通过一套EMC测试。