探索光耦合器替代方案
时间：2024-04-22 16:37:09
电容式和磁性断绝等手艺已成为替换手艺，与光耦合器相比，可提供更好的团体功能。德州仪器 (TI) 自 2000 年月早期以来始终投资于基于二氧化硅 (SiO2) 的数字断绝手艺，供应的数字隔离器产物可提供与光耦合器沟通的性能，并拥有一些怪异的上风。
减少差距：引入光电仿真器
Texas Instruments 光仿真器连系了传统光耦合器和 TI 基于 SiO2 的断绝手艺的好处。光仿真器与业界的光耦合器引脚对引脚兼容，有助于无缝集成到现有设想中，同时供应等效的旌旗灯号行动。从设想工程师的角度来看，这些产物的表面和行动就像光耦合器，但应用 TI 的 SiO2 手艺作为隔离层。经由过程该樊篱无效反对低压旌旗灯号并避免接地环路（确保体系安全性和稳定性），您可以应用 SiO2 断绝的上风，包孕加强的电气特点、进步的低压可靠性以及集成其余体系性能的后劲。经由过程制造这类范例的半导体产物，图片由博多电力体系供应
表1. 种种绝缘资料的介电强度
光仿真器的好处
经由过程集成进步前辈的断绝手艺，光仿真器能够降服与传统光耦合器相干的限定，从而完成卓着的功能和可靠性。让我们接头一下光仿真器的一些好处：
更低的功耗
传统光耦合器需求预先举行适度设想，以赞助赔偿 LED 弗成防止的老化效应，从而在全部设想性命周期内需求额定的正向电流 (IF)。TI 光仿真器可提供低得多的 IF 和电源电流，从而节减高达 80% 的功率估算。
改良的共模瞬态抗扰度
尽管罕见数字光耦合器指定约 15 kV/μs 的共模瞬态抗扰度 (CMTI)，但 ISOM8710 的 CMTI 为 125 kV/μs，使其可以或许用于拥有极高共模开关噪声或高振铃的使用乐音。
稳固且严峻的电流传输比
忘记为更严峻的电流传输比 (CTR) 局限领取额定用度的日子。ISOM8110 等 TI 光仿真器标配种种严峻的 CTR 局限，这些范围在全部温度范围内都很稳固。
倏地数据速度
典范的高速光耦合器支撑 1 Mbps 至 10 Mbps 的数据速度，而 ISOM8710 支撑 25 Mbps。这类支撑可完成更高的吞吐量，并同意在种种高速使用中使用光仿真器。
带宽
ISOM8110 支撑 680 kHz 的高带宽，从而可以或许减小逼迫磁性元件（电感器和变压器）的尺寸。宽带宽可以或许改良次级侧稳压反激转换器的瞬态呼应。改良的瞬态呼应能够减小输入电容器的尺寸，开释电路板空间并下降整体体系本钱，特别是在高开关频次氮化镓设想中。
宽温度局限
普通光耦合器支撑的温度局限为 0°C 至 +85°C。尽管某些光耦合器支撑更宽的温度局限，但该性能需求额定的本钱。TI 光仿真器作为规范产物支撑 –55°C 至 +125°C 的温度局限，而且将于 2024 年推出更多吻合汽车规范的器件。
靠得住断绝
光仿真器改进了低压性能，使其适宜需求靠得住断绝的使用。TI 光仿真器应用 SiO2 作为绝缘层，供应 500 V/μm 的断绝，显然强于许多光耦合器中应用的氛围 (1 V/μm)。
光仿真器要点
光仿真器代表了旌旗灯号断绝手艺的庞大前进，它将人们熟习的光耦合器与基于 SiO2 的断绝的好处连系起来。这些设置装备摆设使您可以或许餍足当代体系的需要，确保加强的功能、可靠性和安全性。经由过程利用光仿真器，您能够优化您的设想并拥抱断绝手艺的前进。
减少差距：引入光电仿真器
Texas Instruments 光仿真器连系了传统光耦合器和 TI 基于 SiO2 的断绝手艺的好处。光仿真器与业界的光耦合器引脚对引脚兼容，有助于无缝集成到现有设想中，同时供应等效的旌旗灯号行动。从设想工程师的角度来看，这些产物的表面和行动就像光耦合器，但应用 TI 的 SiO2 手艺作为隔离层。经由过程该樊篱无效反对低压旌旗灯号并避免接地环路（确保体系安全性和稳定性），您可以应用 SiO2 断绝的上风，包孕加强的电气特点、进步的低压可靠性以及集成其余体系性能的后劲。经由过程制造这类范例的半导体产物，图片由博多电力体系供应
传统光耦合器应用 LED 穿过断绝栅传输数字或模仿信息，此中光电晶体管检测另一侧的旌旗灯号，如图 1 所示。众所周知，光耦合器中应用的 LED 会老化或退步。影响他们的终身。这个属性让体系设计者异常头疼，也是咱们听到的个埋怨。另外，光耦合器中应用的绝缘资料局限从空气到环氧树脂或模制化合物。表 1 表现了光耦合器与应用 SiO2 电介质的光仿真器的断绝强度差别。
表1. 种种绝缘资料的介电强度
经由过程应用基于 SiO2 的断绝栅来完成旌旗灯号断绝的光仿真器，能够防止这两个罕见的光耦合器陷阱。图 2 表现了 TI 光仿真器的外部布局，此中在发送和接受电路上仿真传统光耦合器的性能行动，而且 SiO2 供应低压断绝。
光仿真器的好处
经由过程集成进步前辈的断绝手艺，光仿真器能够降服与传统光耦合器相干的限定，从而完成卓着的功能和可靠性。让我们接头一下光仿真器的一些好处：
更低的功耗
传统光耦合器需求预先举行适度设想，以赞助赔偿 LED 弗成防止的老化效应，从而在全部设想性命周期内需求额定的正向电流 (IF)。TI 光仿真器可提供低得多的 IF 和电源电流，从而节减高达 80% 的功率估算。
改良的共模瞬态抗扰度
尽管罕见数字光耦合器指定约 15 kV/μs 的共模瞬态抗扰度 (CMTI)，但 ISOM8710 的 CMTI 为 125 kV/μs，使其可以或许用于拥有极高共模开关噪声或高振铃的使用乐音。
稳固且严峻的电流传输比
忘记为更严峻的电流传输比 (CTR) 局限领取额定用度的日子。ISOM8110 等 TI 光仿真器标配种种严峻的 CTR 局限，这些范围在全部温度范围内都很稳固。
倏地数据速度
典范的高速光耦合器支撑 1 Mbps 至 10 Mbps 的数据速度，而 ISOM8710 支撑 25 Mbps。这类支撑可完成更高的吞吐量，并同意在种种高速使用中使用光仿真器。
带宽
ISOM8110 支撑 680 kHz 的高带宽，从而可以或许减小逼迫磁性元件（电感器和变压器）的尺寸。宽带宽可以或许改良次级侧稳压反激转换器的瞬态呼应。改良的瞬态呼应能够减小输入电容器的尺寸，开释电路板空间并下降整体体系本钱，特别是在高开关频次氮化镓设想中。
宽温度局限
普通光耦合器支撑的温度局限为 0°C 至 +85°C。尽管某些光耦合器支撑更宽的温度局限，但该性能需求额定的本钱。TI 光仿真器作为规范产物支撑 –55°C 至 +125°C 的温度局限，而且将于 2024 年推出更多吻合汽车规范的器件。
靠得住断绝
光仿真器改进了低压性能，使其适宜需求靠得住断绝的使用。TI 光仿真器应用 SiO2 作为绝缘层，供应 500 V/μm 的断绝，显然强于许多光耦合器中应用的氛围 (1 V/μm)。
光仿真器要点
光仿真器代表了旌旗灯号断绝手艺的庞大前进，它将人们熟习的光耦合器与基于 SiO2 的断绝的好处连系起来。这些设置装备摆设使您可以或许餍足当代体系的需要，确保加强的功能、可靠性和安全性。经由过程利用光仿真器，您能够优化您的设想并拥抱断绝手艺的前进。
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