隔离器的功能和作用 | 数字隔离器、信号隔离器、光隔离器

隔离器是一种机械开关设备，它的主要功能是阻挡直流信号并允许交流信号流动，隔离器和隔离开关有些相似之处，但是隔离器可以阻止电流流向整个电路，而隔离开关仅切断部分电路，隔离开关是卸载设备，这意味着电路的必要部分仅在电流停止后才被隔离。

如果您想了解隔离器的功能和作用等相关知识，可以阅读本文，我们将给您介绍以下几种隔离器：数字隔离器、信号隔离器、光隔离器，希望可以帮助您更好地认识这种电子元器件。

一、数字隔离器

数字隔离器是专门用于分离数字信号并通过隔离栅发送数字数据的内置设备，由于数字隔离器使用数字化数字信号运行，它们通常跟随设备中的 ADC，在具有各种电源电平的 CPU 和 FPGA 之间或在使用共享背板的接口通信板之间。

1、数字隔离器的绝缘材料

由于使用代工厂 CMOS 技术，可用于数字隔离器的材料仅限于代工厂可用的材料，然而，非标准材料使生产更加复杂，导致可制造性降低和成本增加。像聚酰亚胺（PI）这样可以作为薄涂层滚压的聚合物和二氧化硅是常见的绝缘剂（SiO2）。由于其众所周知的绝缘能力，这两种材料长期以来一直用于普通半导体生产，聚合物经常用于光耦合器，因此它们作为高压绝缘体的历史由来已久。

一般安全标准要求工作电压不超过 2.5 至 5kV RMS 一分钟（通常为 125 V RMS 至 400 V RMS），作为增强绝缘测试标准的一部分，一些标准规定了更短的时间和更高的电压(例如，10 kV 峰值持续 50 秒)，如下图所示，基于聚合物/聚酰亚胺的隔离器具有最佳隔离质量。

2、数字隔离器结构

与使用来自 LED 的光的光耦合器相比，数字隔离器使用变压器或电容器通过隔离栅以磁性或电容方式耦合数据。变压器脉冲电流通过一个线圈，以产生一个小的局部磁场，在另一个线圈中感应出电流，电流脉冲很短，为 1 ns，因此平均电流很低。

变压器也是差分的，并提供出色的共模瞬态抗扰度，高达 100 kV/µs（光耦合器通常约为 15 kV/µs），与电容耦合对板之间距离的依赖性相比，磁耦合对变压器线圈之间距离的依赖性也较弱。这允许变压器线圈之间的绝缘更厚，从而产生更高的隔离能力，结合低应力聚酰亚胺薄膜，使用聚酰亚胺的变压器与使用 SiO2 的电容器相比，可以实现高水平的隔离。

3、数字隔离器数据传输方式

光耦合器使用来自 LED 的光通过隔离栅传输数据：LED 在逻辑高电平时打开，在逻辑低电平时关闭，当 LED 亮起时，光耦合器会消耗功率，因此无论功耗是什么，光耦合器都不是一个好选择。数字隔离器使用更先进的电路对数据进行编码和解码，从而实现更快速的数据传输，并能够处理复杂的双向接口，例如 USB 和 I 2 C。

一种方法将上升沿和下降沿编码为驱动变压器的双脉冲或单脉冲，这些脉冲被解码回次级侧的上升/下降沿，与光耦合器相比，这可将功耗降低 10 倍至 100 倍，因为不会像光耦合器那样持续供电，可以包括刷新电路以定期更新直流电平。

另一种方法使用射频调制信号，其方式与光耦合器使用光的方式大致相同，逻辑高信号导致连续射频传输，这比脉冲方法消耗更多的功率，因为逻辑高电平信号会持续消耗功率，差分技术也可用于共模抑制，但是，这些最好与变压器等差分元件一起使用。

以上就是数字隔离器的功能和作用介绍，本网站目前有数字隔离器在售，如果您有采购需求可点击此链接查看产品：https://www.mrchip.cn/category/3093?pid=3092，接下来，再给大家简单介绍几款隔离器：

二、信号隔离器

我们可以将信号隔离器定义为电气设备，它可以用于消除接地回路错误，这是由噪声和信号干扰问题引起的，该隔离器使用许多电子方法来中断两个接地连接，同时以准确或低损耗的方式传递精确信号。

信号隔离器在输入和输出电路中保持电气隔离，信号可以在变压器的帮助下连接到输出端，该隔离器还断开了环路末端之间的直接电气路径，它们可以防止危险计算的可变电压，并增加对尖峰和浪涌的保护。

1、信号隔离器的类型

1、电阻输入隔离器

这些类型的隔离器用作应变、RTD、滑线和电位计变送器。

2、毫伏隔离器

这些类型的隔离器用作毫伏变送器和热电偶。

3、电流或电压隔离器

这种类型的隔离器用于警报跳闸、偏差警报通知和其他特定类型的应用变送器。

2、信号隔离器的作用

电磁兼容性（EMC）保护；

交叉库存取消；

静电过滤；

接地回路消除；

信号变化和值缩放过程；

声音的过滤。

信号隔离器可以用于需要电气隔离以确保安全的工业、医疗和其他环境，该隔离喇叭还可用于放大信号，使设备能够添加到负载过重的环路中，或将危险的高压信号降低到安全水平。

三、光隔离器

光隔离器对法拉第效应起作用，传统的光隔离器以法拉第旋转器为主要部件，夹在两个偏光片之间，产生磁光效应，沿正向传播的光信号进入输入偏振器以在垂直平面上产生偏振光信号，然后它通过法拉第旋转器将偏振平面旋转 45° 在轴上，光隔离器允许光仅在一个方向上传输，并防止任何反射光以避免反馈问题。

光隔离器的应用

光隔离器常被用于跨行业的光学系统的许多应用中，包括电信、光纤通信、医疗保健和实验室，还有需要稳定的单光频率和低光噪声的光学应用中，光隔离器可以用于以下场合：

光纤放大器

光纤环形激光器

CATV 应用中的光纤链路

高速相干光纤通信系统

激光二极管

陀螺仪系统

光学模块化接口

除上述应用外，单极化光纤隔离器还可以用于许多行业的各种机械控制和测试应用。

以上就是隔离器的功能和作用介绍，由于篇幅有限，暂且只给大家介绍数字隔离器、信号隔离器、光隔离器这几种元器件，在之后的文章中，小编会给大家科普更多的器件。以上就是本文的全部内容，如果觉得本文对您有所帮助，请持续关注“IC先生”网站以及“IC先生”微信公众号，我们将给您带来更多新闻资讯和知识科普！