利用數(shù)字隔離器技術(shù)增強(qiáng)工業(yè)電機(jī)控制性能

隔離用戶及敏感電子部件是電機(jī)控制系統(tǒng)的重要考慮事項(xiàng)。安全隔離用于保護(hù)用戶免受有害電壓影響，功能隔離則專門用來保護(hù)設(shè)備和器件。電機(jī)控制系統(tǒng)可能包含各種各樣的隔離器件，例如：驅(qū)動電路中的隔離式柵極驅(qū)動器；檢測電路中的隔離式ADC、放大器和傳感器；以及通信電路中的隔離式SPI、RS-485、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字隔離器。無論是出于安全原因，還是為了優(yōu)化性能，都要求精心選擇這些器件。

雖然隔離是很重要的系統(tǒng)考慮，但它也存在缺點(diǎn)：會提高功耗，跨過隔離柵傳輸數(shù)據(jù)會產(chǎn)生延遲，而且會增加系統(tǒng)成本。系統(tǒng)設(shè)計(jì)師傳統(tǒng)上求助于光隔離方案，多年來，它是系統(tǒng)隔離的當(dāng)然選擇。最近十年來，基于磁性(變壓器傳輸)方法的數(shù)字隔離器提供了一種可行且在很多時候更優(yōu)越的替代方案；從系統(tǒng)角度考慮，它還具備系統(tǒng)設(shè)計(jì)師可能尚未認(rèn)識到的優(yōu)點(diǎn)。

本文將討論這兩種隔離解決方案，重點(diǎn)論述磁隔離對延遲時序性能的改善，以及由此給電機(jī)控制應(yīng)用在系統(tǒng)層面帶來的好處。

光耦利用光作為主要傳輸方法，如圖1所示。發(fā)送側(cè)包括一個LED，高電平信號開啟LED，低電平信號關(guān)閉LED。接收側(cè)利用光電檢測器將接收到的光信號轉(zhuǎn)換回電信號。隔離由LED與光電檢測器之間的塑封材料提供，但也可利用額外的隔離層(通?；诰酆衔?予以增強(qiáng)。