關于數字隔離技術，我們持續收集大家在設計時遇到的難題。我們知道，這些問題和解答對于已經使用數字隔離或希望從傳統光耦隔離轉換到數字隔離的設計人員至關重要，所以我們會發布一系列文章來解答您的問題，并提供可供后續學習的資源。

在第一篇文章中，我們將討論有關核心隔離技術本身的問題。看看您提出的問題是否已在下面得到解答。文末小程序更附有可供學習的數字隔離白皮書合集。如果您還有其他問題需要解答，歡迎在評論區給我們留言。

隔離技術

Q: 電容式數字隔離與光耦隔離的區別是什么?

A: 光耦合器的工作原理是在物理上提供隔離的同時，通過物理距離發送光來進行通信。邏輯輸入產生輸入側電流，LED 輸出通過模塑復合層將光傳輸到接收光電探測器并輸出。數字隔離器采用一種基于硅的半導體技術，在硅工藝中內置兩個集成電路芯片和一個高壓電介質電容器。在德州儀器(TI)，數字信號被轉換到高頻域，并通過基于電容的SiO2 電介質隔離層發送。

Q: 與以前的隔離技術相比，電容隔離技術有哪些技術方面的改進?

A: 與光耦合器等傳統技術相比，電容隔離技術帶來了很多優勢。包括但不限于：壽命更長，高壓性能更強，節省空間，工作溫度更高，更好的集成能力，可靠的壽命規格，低功耗。

Q: 數字隔離器件中使用的電介質材料有哪些?

A: 德州儀器(TI)的電容式數字隔離器使用二氧化硅(SiO2)材料作為電介質，在器件內創建隔離層。

Q: 隔離器件的失效模式有哪些?

A: 在“開路”和“短路”模式下，所有隔離技術都可能失效，具體取決于隔離器所面對的高壓事件的情況。為了防止失效，請務必保持工作在隔離器數據表中的安全限值內。

Q: 光耦合器件的特性是否會在高溫和低溫情況下發生變化?

A: 受溫度影響的一個關鍵參數是電流傳輸比(CTR)，即輸出電流與輸入電流的比值。在理想情況下，CTR為100%，但它會隨溫度發生變化，如下圖所示。因此，為了維持一定的CTR，設計人員必須采用“過度設計”，以便在整個系統壽命內都能維持相同的性能水平。這就是為什么光耦合器通常需要更高的輸入電流(約10mA，正向電流)，用來彌補CTR 隨溫度和時間而發生的衰減。用高正向電流驅動光耦合器還會縮短其壽命，從而對可靠性造成額外的不利影響。

Q: 一些隔離器件通常需要電源。如果這些電源采用此類技術來設計，還能實現隔離效果嗎?

A: 可以通過很多方法構建隔離式電源，從完全分立式到完全集成式，皆可實現。我們的變壓器驅動產品(例如SN6505)可與變壓器結合使用，用于創建一個小的隔離式電源，其輸出電流可達1A。在這種情況下，變壓器在系統中起到了隔離的作用。德州儀器(TI)還提供單芯片的隔離式電源解決方案，例如ISOW7741解決方案通過結合片上變壓器來創建具有電容式數字隔離通道的隔離式電源，從而實現通信。

Q: 數字隔離的成本會更低嗎? 有了數字隔離，光耦合器的價格會上漲多少?

A: 數字隔離技術在過去的十年中取得了巨大進步，在不斷降低成本的同時也提高了性能。同時，數字隔離器在集成能力和可靠性上更具備優勢，使得這兩種技術在隔離設計系統層面成本上的差距越來越小。

Q: 為了提高耐受電壓，是否會串聯多個電容器?

A: 是的!這是TI 提高其隔離器高壓能力的眾多方法之一。新的隔離器件會在器件兩側使用電容隔離層，并提供更高的隔離強度和更多的隔離裕量。

請關注我們的下一篇文章。我們很快就會針對有關如何選擇合適的隔離器、隔離接口以及數字隔離器設計的問題給出解答。

原文標題：隔離 FAQ · 開篇 | 為數字隔離器設計難題輾轉反側?您想知道的都在這里!

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審核編輯：湯梓紅