設計工程師需要高枕無憂。您需要確信您的設計堅如磐石。這將增強創造力（并且可以讓你成為一個更好的人）。

在設計中的所有信號線上使用數字隔離可能有助于找到這種安心。如果所有I/O都是數字的，這些隔離器將消除傳導噪聲，并防止總是可怕的接地環路對您的測量造成嚴重破壞。您可以找到單通道至六通道數字隔離器IC，設計起來非常方便。應用領域包括工廠自動化、電動汽車、電網、機器人和科學儀器。

您甚至可以在數字隔離柵之前對模擬I/O進行A/D轉換，因此它們也非常干凈。兩個電源域之間的完全電流隔離還將保護電路免受高共模瞬變的影響，高共模瞬變可能發生在太陽風暴或雷擊期間。如果存在任何高電壓，隔離器可以提高安全性。

數字隔離器還免費提供信號電平轉換。使用它們只是良好的工程實踐，實際上可以使電路的其余部分更容易設計。當然，您需要有兩個獨立的電源，但這通常很容易通過電源變壓器抽頭完成。現在，微型、高效率開關穩壓器在這項任務中發揮了很大作用。

現有的隔離器IC可提供高達5kV的隔離電壓，支持高達150Mbps的數據速率，并且只需要幾毫安的電源電流。您可以為 RS-232/485、CAN、LVDS、US 或 SPI 信號線選擇通用單向或雙向隔離器或收發器型隔離器。

當然，所有這些電路設計優勢都不是免費提供的。我們可以計算出四通道隔離器IC的價格約為2.50美元，一些相關的離散部件以及一些額外的電源電路的價格更高。但這并不能提高系統的可靠性和穩健性，以及您的心態。

這些IC需要評估的一些重要規格包括工作電壓、共模瞬態抗擾度、最大數據速率、傳播延遲和電源電壓/電流。

數字隔離器IC示例

MAX14934–MAX14936為四通道、5kV系列有效值數字隔離器采用專有工藝技術作為隔離柵。適用于僅需 2.75kV 的應用有效值隔離，可以使用MAX14930–MAX14932，對于需要雙向通道的應用，如I2C，請參考MAX14937。

MAX1493x系列通過電流分離器在不同電源域的電路之間傳輸數字信號。這些設備已通過 VDE V 0884-10：2006-12 基本絕緣認證，最大工作電壓為 848V有效值.它們符合 UL1577 安全要求。

這些 IC 可在高達 125°C 的環境溫度下工作，采用 0.58V 電源時，每通道功耗低至 1.1mW，速率為 8Mbps。它們的隔離額定值為 5kV有效值持續 60 秒，共模瞬態抗擾度非常穩健，為 25kV/μs。隔離器每側均可使用1.71V至5.5V電源。

這些芯片提供所有三種可能的單向通道配置。如功能圖所示，四個通道中的每一個都只沿一個方向傳遞數據（見圖1），并且每個通道獨立工作。數據速率可以從 1Mbps、25Mbps 或 150Mbps 中選擇，具體取決于版本。每個通道的輸出驅動器均為推挽式，可驅動TTL和CMOS邏輯。版本具有高電平或低電平的默認輸出。輸入電容僅為2pf（典型值），上升和下降時間通常為2ns。傳播延遲從最快版本的8ns到最慢版本（55MHz）的1ns不等。

圖 1：MAX14934、MAX14935 和 MAX14936 功能框圖

采用 3.3V 電源時，芯片每通道僅占用 2.6mA 電流（典型值（在 1Mbps 時）或 7.1mA/通道（典型值（100Mbps）。16 引腳寬體 SO 封裝滿足 220VAC 供電設備的爬電距離和電氣間隙要求。MAX14483評估板為完整的評估板。

用于SPI的六通道隔離器

另一款器件MAX14483提供100個通道，其中200個正向單向數據通道和10個反向通道，用于串行外設接口（SPI）總線控制信號SDO和故障。所有六個單向通道都可以具有高達2MHz的時鐘，2Mbps的數據速率。六個信號通道分別針對SPI進行了優化，在SDI、SDO和SCLK指定通道上具有非常低的60747ns傳播延遲（圖5），以及5ns的最大脈寬失真。該 IC 符合 IEC <>-<>-<> 標準。

圖3：MAX14483功能框圖

輔助通道用于將定時或控制信號從主機側傳遞到從機側，并且兩個電源域也有功率監視器。該 IC 的隔離額定值為 3.75kV有效值60 秒，采用 20 引腳 SSOP 封裝，爬電距離和電氣間隙為 5.5mm。封裝材料的最小相對漏電起痕指數（CTI）為400V，在爬電距離表中具有第2組額定值。其額定環境溫度為 -40° 至 125°C，最大工作隔離電壓為 400V有效值.

該 IC 可承受 A 側和 B 側之間的 ±10kV 浪涌，波形為 1.2/50μs，并具有 ±4kV ESD HBM 承受能力。隔離器每側均有1.71V至5.5V電源。該 IC 采用 1MHz 時鐘和 53.10V 電源時每通道僅需要 3.3mW，采用 0.77V 電源時每通道僅需要 1.8mW。

規格檢查

由于各種規格，數字隔離器規格可能會令人困惑。它們有時會說明與產品標準（IEC 60950-1等）相關的隔離測試電壓，而規范應強調組件標準（VDE 0884-10，UL 1577）和工作電壓。設計人員應驗證隔離器是否具有VDE和UL認證。確保隔離器符合安全規則的最佳方法是獲取VDE和UL證書的副本。

避免設計難題

數字隔離器IC易于使用，可以避免設計引起很多麻煩，特別是在工業等電氣噪聲環境中或電氣設備（如工廠、電動汽車、電網和科學儀器）中。

審核編輯：郭婷