電路設(shè)計(jì)：用于電路布局的模擬隔離技術(shù)

本質(zhì)上，有兩種類型的電源可以設(shè)計(jì)成電路板 - 隔離和非隔離。當(dāng)我們談到隔離時(shí)，我們通常是指電源輸入和輸出之間的隔離。一個(gè)非隔離的另一方面，電源依賴于集成電路，而集成電路不提供相同級(jí)別的保護(hù)。

使用隔離電源，用戶的安全性是給定的。特別是在醫(yī)療領(lǐng)域涉及高電壓的設(shè)備，您當(dāng)然希望確保 高壓不會(huì)射入用戶。需要注意這方面 大多數(shù)當(dāng)PCB盒構(gòu)建組裝完成時(shí)， 因?yàn)橹圃焐特?fù)責(zé)一切 在其中。

那么隔離模擬信號(hào)的一些技術(shù)是什么，重要的是它們的相對(duì)優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么？本文為您介紹。

隔離變壓器

一種常用的方法是隔離變壓器。它使用可以轉(zhuǎn)移的線圈 通過(guò)磁場(chǎng)的能量。兩個(gè)線圈彼此電氣隔離 其他。但是，與此隔離方法相關(guān)的問(wèn)題如下：

1.電涌能量有可能通過(guò)變壓器傳輸。 變壓器的大電感意味著它可以抵抗突然的能量尖峰。 但是，電源浪涌將難以抗拒。

2.另一個(gè)問(wèn)題是，當(dāng)變壓器在交流領(lǐng)域運(yùn)行時(shí)，直流 模擬電壓無(wú)法隔離。

3.此外，由于變壓器設(shè)計(jì)為在特定頻率下工作， 它們不適合測(cè)量頻率未知的信號(hào)。

切換到數(shù)字信號(hào)

與模擬信號(hào)不同，數(shù)字信號(hào)通常易于隔離。因此，它是謹(jǐn)慎地將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈寬調(diào)制信號(hào)。 然后使用光隔離器隔離PWM信號(hào)。隨后，輸出的光隔離器被重新轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。最大的優(yōu)勢(shì) 這種方法包括它提供電涌保護(hù)和 可持續(xù)發(fā)展教育。但是，需要注意的是，如果使用計(jì)數(shù)器生成PWM， 模擬信號(hào)被量化。簡(jiǎn)單地說(shuō)，它意味著隔離的模擬信號(hào) 不會(huì)忠于原始信號(hào)。另外，由于使用的電路 要轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)不是隔離的，可能會(huì)受到ESD和 其他來(lái)源。

線性光隔離

該技術(shù)涉及在其線性范圍內(nèi)使用光隔離器。缺點(diǎn)與此方法相關(guān)聯(lián)的包括：

1. 光隔離器的線性度范圍很窄。

2. 模擬電壓必須轉(zhuǎn)換為電流。

3. 光隔離器具有不同的特性，并且可能有不同的行為。自為了解決這個(gè)問(wèn)題，使用了特殊系列的光隔離器，其中包括兩個(gè)匹配的光隔離器 紅外LED可以在運(yùn)算放大器電路中一起使用，從而使非線性被反饋到放大器中。

隔離放大器

這些是使用上述任何一種方法進(jìn)行模擬隔離的集成電路。一些隔離放大器使用內(nèi)部變壓器來(lái)確保模擬隔離。 這涉及使用電壓-頻率轉(zhuǎn)換器。這將轉(zhuǎn)換傳入的載波的模擬電壓。隨后載波通過(guò)內(nèi)部變壓器，然后將載波重新轉(zhuǎn)換為模擬電壓 通過(guò)頻率電壓轉(zhuǎn)換器。

模擬隔離的機(jī)械方法

眾所周知，機(jī)械方法可提供高度的絕緣。然而眾所周知，它們很慢，也不太適合高頻信號(hào)。機(jī)械方法的另一個(gè)缺點(diǎn)是它們依賴于機(jī)械已知會(huì)磨損的零件。這種隔離的一個(gè)例子是使用電位器。

總結(jié)

如上述選項(xiàng)所示，模擬隔離是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。跟許多應(yīng)用程序，您可能需要的是保護(hù)，而不是隔離。因此需要對(duì)于隔離，在進(jìn)行隔離之前應(yīng)仔細(xì)評(píng)估。哪里需要對(duì)于隔離的建立，通常即用型解決方案提供易于實(shí)施盡管它可以以高價(jià)位出現(xiàn)。另一種選擇是使用自定義 解決方案，不僅復(fù)雜而且非常耗時(shí)。