图1 隔离跨电介质隔离层阻挡不须要的直流电和互换电
┃ 不同的隔离技能有什么不同？绝缘技能三个要素是：绝缘材料、构造和数据传输方法。设计职员之以是引入隔离，是为了知足安全法规或者降落接地环路的噪声等。电流隔离确保数据传输不是通过电气连接或泄露路径，从而避免安全风险。然而，隔离会带来延迟、功耗、本钱和尺寸等方面的限定。数字隔离器的目标是在尽可能减小不利影响的同时知足安全哀求。我们先看看绝缘材料的影响：
表1 常见绝缘材料
此表列举了常见的绝缘材料和对应的隔离能力（Vrms/um）。光耦器件对材料透光性的哀求，使得多选用空气（Air）和环氧树脂（epoxies）作为隔离材料。聚酰亚胺（polymide）多为磁隔产品选用。而容隔器件则选用绝缘强度最优的二氧化硅（SiO2）材料。隔离材料的选用会影响到器件的体积，如下是实拍比拟图，比拟了TI的容隔产品ISO系列和市情上常见的光耦隔离器件，可以看到容隔器件有明显的体积上风。
同时，相较于聚酰亚胺（polymide）,二氧化硅（ SiO2）的可靠性不会由于在湿润环境事情而受到影响。我们再从电路构造来看，三种隔离办法的电路构造如下图：
图3.1 光耦器件电路
图3.2 磁隔器件电路图3.3 容隔器件电路
我们可以看到，数字隔离器利用变压器或电容将数据以磁性办法或容性办法耦合到隔离栅的另一端，光耦合器则是利用LED发出的光。这使得光耦方案的静态电流，数据传输延迟，CMTI等性能都会较差。磁隔是通过变压器电流脉冲通过一个线圈，形成一个很小的局部磁场，从而在另一个线圈天生感应电流。电磁感应的事理使得磁隔产品在不佳的电磁事情环境中涌现噪声滋扰的可能性更大。而容隔产品是利用低电流电场将数据耦合到隔离栅的另一端，抗滋扰性更强。末了我们看看数据传输办法带来的影响。光耦合器利用LED发出的光将数据传输到隔离栅的另一端：LED点亮时表示逻辑高电平，熄灭时表示逻辑低电平。当LED点亮时，光耦合器须要花费电能；对付关注功耗的运用，光耦合器不是一个好的选择。磁隔产品常用的数据传输办法，是将上升沿和低落沿编码为双脉冲或单脉冲，以驱动变压器。这些脉冲在副边解码为上升沿或低落沿。这种方法的功耗比光耦合器低10倍到100倍，由于不像光耦合器，无需连续供应电源给器件。这也阐明了为什么磁隔产品的功耗和数据速率成线性关系。TI的容隔产品多采取on-off keying(OOK)调制办法，发送器发送一个高频旗子暗记代表一种数字状态，不发送旗子暗记代表另一种数字状态。经由旗子暗记调理后通过缓冲器发出。容隔器件的功耗基本不随传输数据速率的变革而改变。
图4 容隔器件的观点框图图5 ON-OFF keying(OOK)调制
┃ 有哪些隔离选型参数？这里列举了大家常在数据手册中看到的参数，做理解释。更详细的参数含义可以参考这个链接：https://www.icspec.com
表2隔离器件选型常见参数
这里不一一展开，我们来重点看一下creepage，clearance和DIT(Distance Through Insulation）这三个随意马虎稠浊的间隔参数的含义。如下图所示，clearance是两侧引脚通过空气的最短间隔，creepage是两侧引脚通过隔离材料表面的最短间隔，DTI是通过导电体之间的隔离添补材料的最短间隔。可以说，DIT指的是内部间隔，creepage和clearance指的是外部间隔。
图6 clearance, creepage, DTI示意图（依次）
须要提醒的是，数据手册的爬电间隔参数的工具芯片，如果系统中有更短通路，那么这个更短间隔才是这个电路的隔离爬电间隔。这里举个例子，下图将两颗超宽封装ISO7841DWW（creepage是14mm）串联事情，是否可以理解成该电路的爬电间隔是28mm呢？答案是不可以。这是由于电路中除了数据传输通路还存在一个通路，即隔离电源电路。VCC1 和Viso2之间的爬电间隔可能比D1和Diso2之间的爬电间隔更短，而更短的间隔值决定了电路的爬电间隔值。
图7 爬电间隔电路示例
┃ 小结：这篇文章从三个常见问题入手：1. 隔离器件的用场，谈论了隔离与可靠保护有关。2. 主流隔离技能包括光隔、磁隔、容隔的不同点和背后的缘故原由， 重点从绝缘材料、构造和数据传输方法进行阐述和比拟。3. 隔离器件选型的紧张参数、含义和把稳事变，重点谈论了爬电间隔的含义。TI数字隔离器明星产品选型：TI的数字隔离器产品采取的是容隔技能，性价比高，产品种类完好，可以涵盖对隔离等级、通道需求和爬电间隔的诸多需求。这里列举ISO77xx和ISO78xx系列选型表方便参考：
图8 TI的ISO77xx和ISO78xx选型对照表
来源：TI，作者：Tan, Yuan
