該設(shè)計(jì)指南幫助電隔離系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在盡可能短的時(shí)間內(nèi)開(kāi)始使用 TI 廣泛的數(shù)字隔離器產(chǎn)品系列和隔離式功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。該產(chǎn)品系列包括 ISO78xx 系列的 5.7kVrms 增強(qiáng)型數(shù)字隔離器、ISO67xx 和 ISO77xx 系列的 5kVrms 數(shù)字隔離器、ISO73xx 系列的 3kVrms 數(shù)字隔離器和 ISO71xx 系列的 2.5kVrms 數(shù)字隔離器等。本文檔闡述了隔離器的基本工作原理，推薦了其在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的安裝位置，同時(shí)提供了電磁兼容 (EMC) 電路板設(shè)計(jì)的建議指南。當(dāng)您在尋求對(duì)光耦合器設(shè)計(jì)進(jìn)行可靠而穩(wěn)健的升級(jí)時(shí)，請(qǐng)考慮 TI 的引腳對(duì)引腳 光耦仿真器產(chǎn)品。

1 工作原理隔離是一種阻止系統(tǒng)的兩個(gè)部分之間產(chǎn)生直流電流和干擾交流電流，同時(shí)允許信號(hào)和電力在這兩個(gè)部分之間進(jìn)行傳遞的方法。用于隔離的電子器件和半導(dǎo)體 IC 被稱(chēng)為隔離器。通常，隔離器可抽象為由高壓隔離元件或隔離柵、用于將信號(hào)耦合到隔離元件一側(cè)的發(fā)送器 (TX) 和用于將隔離元件的另一側(cè)可用的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電平的接收器(RX) 構(gòu)成。TI 隔離器使用基于 SiO2（二氧化硅）的高壓電容器作為隔離元件。TX 和 RX 電路使用了兩種不同的架構(gòu)：基于邊沿的架構(gòu)和基于開(kāi)關(guān)鍵控 (OOK) 的架構(gòu)。節(jié) 1.1 和節(jié) 1.2 對(duì)這些架構(gòu)進(jìn)行了介紹。1.1 基于邊沿的通信圖 1-1 所示為基于邊沿的通信的概念方框圖。ISO73xx、ISO74xx、ISO71xx、ISO76xx、ISO75xx 和 ISO72xx 隔離器系列以某種形式使用該架構(gòu)。這些器件至少包含兩個(gè)數(shù)據(jù)通道，一個(gè)帶寬為 100kbps 至 150Mbps 的高頻通道 (HF) 和一個(gè)涵蓋 100kbps 至直流范圍的低頻通道 (LF)。原則上，進(jìn)入 HF 通道的單端輸入信號(hào)通過(guò)輸入端的反相器門(mén)被拆分為差分信號(hào)。以下電容器電阻器網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)區(qū)分為小而窄的瞬態(tài)，然后由兩個(gè)比較器將這些瞬態(tài)轉(zhuǎn)換為軌至軌差分脈沖。比較器輸出驅(qū)動(dòng)一個(gè)或非門(mén)觸發(fā)器，其輸出饋送到一個(gè)輸出多路復(fù)用器。觸發(fā)器驅(qū)動(dòng)輸出端的判定邏輯 (DCL) 測(cè)量信號(hào)瞬態(tài)之間的持續(xù)時(shí)間。如果兩個(gè)連續(xù)瞬態(tài)之間的持續(xù)時(shí)間超過(guò)特定的時(shí)間限制（如在低頻信號(hào)的情況下），則 DCL 會(huì)強(qiáng)制輸出多路復(fù)用器從高頻通道切換到低頻通道。低頻輸入信號(hào)要求內(nèi)部電容器采用過(guò)大的值，因此使用內(nèi)部振蕩器的載波頻率對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行脈寬調(diào)制 (PWM)，從而產(chǎn)生足夠高的頻率，能夠通過(guò)電容隔離層。在對(duì)輸入進(jìn)行調(diào)制時(shí)，需要使用一個(gè)低通濾波器 (LPF) 從實(shí)際數(shù)據(jù)中移除高頻載波，然后再將數(shù)據(jù)傳遞到輸出多路復(fù)用器。

審核編輯 黃宇