耦合技术的分类及介绍

2022-02-23 14:04分类：电子元器件阅读：

3.1 光藕合技术性

光藕合技术性是在全透明绝缘层隔离层(比如：气体空隙)上的光传送，以做到防护目地。图5表明了一款数据隔离器的关键部件。该电流量控制器选用数据键入，并将数据信号变换为电流量来推动发光二极管(LED)。輸出油压缓冲器将光电探测器的电流量輸出变换为一个数据輸出。

图5：基本上光藕合体制。

光藕合技术性的具体优势是，光具备对外界电子器件或电磁场本质的抗扰性，并且，光藕合技术性容许应用稳定信息内容传送。光耦合器的缺点关键表现在限速、功能损耗及其LED脆化上。

一个光耦合器的较大数据信号速度在于LED可以打开和关掉的速率。从当今可储存的设备看来，更快的光耦合器是HCPL-0723，其能够做到50Mbps的数据信号速度。

从键入到导出的电流量传送比(CTR)是光耦合器的一个关键特点，LED一般会规定 10mA的键入电流量，以用以快速数字通信系统。这类比例对用以推动LED的工作电流和由光学晶体三极管造成的交流电开展调整。伴随着時间的变化，LED越来越更加低效能，与此同时规定大量的电流量来造成同样级别的光亮度及其同样级别的光学晶体管输出电流量。在很多数据隔离器中，內部电源电路操纵LED驱动电流量，而且客户不能对慢慢下滑的 CTR开展赔偿。LED的优点变弱了，而且由于時间的变化隔离器不会再像之前那般高效了。

3.2 电感器藕合技术性

电感器藕合技术性应用2个电磁线圈中间的转变电磁场在一个隔离层上实现通讯。最普遍的事例便是变电器，其电磁场尺寸在于主级和次级绕组的电感构造(线圈匝数/单位长度)、磁心的相对介电常数，及其电流量震幅。图6表明了一款具备数据信号调整电源电路板块的变电器。

图6：电感器防护。

电感器藕合技术性的特点是，很有可能出现的共模差别和差分信号传送特点。变电器的精心策划容许噪音和数据信号頻率重合，可是会展现出噪音高共模特性阻抗和数据信号低差分信号特性阻抗。另一个优势是，数据信号动能传送能够为近100%的高效率，进而使功耗低隔离器变成很有可能。

电感器藕合技术性的具体缺陷是对外界电磁场(噪音)的被磁化。工业生产运用一般规定电磁场防护，比如：电机操纵。数据变电器传送中另一个缺陷是数据信息运作长短。一个信号分配器在某一頻率和震幅范畴内传送数据信号，而且其失帧能够接纳。必须数据信息运作长短限定或数字时钟编号来将该数据信号维持在可以用变电器网络带宽内。选用电感器藕合技术性的通用性数据隔离器规定信号分析陪同传送低頻率数据信号(1或0长标识符)的方式一同对模拟信号开展传递和再次搭建。NVE企业/Avago(安华高)企业推行的Isoloop，及其ADI(英国仿真模拟元器件企业)发布的iCoupler均采用了编号作用，并出示了适用从DC到100Mbps运作范畴的数据防护解决方法。

ADuM1100是ADI发布的iCoupler技术性的一个事例。 ADuM1100应用一个基本上的变电器来完成在一个隔离层上传送信息内容。这类Isoloop技术性(比如：HCPL-0900)应用一个如图所示7所显示的电阻互联网来更换初级线圈。该电阻由GMR(巨磁电阻)原材料构成，那样当电磁场充分发挥时该电阻器会产生变化。电源电路磁感应电阻器的转变，并考虑其标准，以用以輸出。这类工艺被初次引进销售市场时就进一步地增强了AC特性，超出了目前光耦合器的特性。如今，伴随着ADI近期发布了大量的数据隔离器及其TI ISO72x系列元器件的发布，这种Isoloop元器件的功能早已被超过。

图7：GMR框架图。

3.3 电容耦合技术性

电容耦合技术性是在隔离层上选用一个持续变动的静电场传送信息内容。各电力电容器极片中间的原材料是一个电解介质隔离器，并产生隔离层。该极片规格、极片中间的间距和电解介质原材料等都影响着电气设备特性。

图8：电容耦合。

应用一个电容器隔离层的益处是，在规格尺寸的大小和动能传送领域的效率高，及其对电磁场的抗绕度。前面一种使功耗低和成本低集成化防护电源电路变成很有可能；而后面一种使在饱和状态或密度高的电磁场自然环境下运作成为了很有可能。

电容耦合技术性的不足之处是其沒有音频信号和噪音，而且数据信号同用一样的传送安全通道，这一点与电力变压器不一样。这就规定数据信号頻率要大大的高过噪音预估頻率，那样隔离层电容器就展现出数据信号的低特性阻抗，及其噪音的高特性阻抗。应用了电感器藕合之后，电容耦合就不可以传送平稳情况数据信号，并必须数字时钟编码数据。

3.3.1 TI发布的ISO721

TI发布的ISO72x系列隔离器选用电容耦合技术性。电容耦合解决方法选用业经认证的、成本低生产加工加工工艺，并对电磁场具备自身的抗绕度。

为了更好地给予稳定信息内容的传送，ISO72x应用一个高数据信号速度和低数据信号速度安全通道来开展通讯，如图所示9所显示。高数据信号速度安全通道未被编号，而且其在一个单端到差分信号变换以后的隔离层上传送数据。该低数据信号速度安全通道以一种脉冲宽度调制文件格式对信息完成编号，并在隔离层上差分信号传送数据，进而保障了稳定情况的精准通讯(1和0的长标识符)。

单端逻辑性数据信号在隔离层上的差分信号传送容许应用低电频数据信号和小滤波电容。这就展现出对共模噪音的高特性阻抗，而且，根据接收器的共模噪音抑止，产生了出色的暂态抗绕度，也即数据信号电容耦合必须处理的首要难题。

图9：ISO72x与ISO72xM的框架图。