电气隔离(Galvanicisolation)是指在电路中避免电流直接从某一区域流到另外一区域的方式,也就是在两个区域间不建立电流直接流动的路径。虽然电流无法直接流过,但能量或是信息仍可以经由其他方式传递,例如电容、电感或电磁波,或是利用光学、声学或是机械的方式进行。
隔离器的诞生与发展一直都是伴随着电力工业的发展进程。隔离器诞生缘于工业现场噪声和高低频脉冲信号干扰的滤除和对控制系统的隔离保护,以保证信号输出的准确、稳定和可靠,后来信号变送和提高负载能力的设计也增加进来。
最初,隔离器大多采用光耦隔离器,而随着CMOS工艺的不断进步,数字隔离技术开始大步前进,并逐步被市场所认可,其高可靠性和高速性,远超传统光耦技术的极限。
哪些应用要用到隔离?
谈到隔离的应用领域,首先看一下隔离的作用,主要有以下三点:
•保护操作人员和低压电路免受高压影响
•处理通信子系统之间的接地电位差
•提高抗噪能力
正因如此,隔离被广泛应用在工业、汽车以及家电中,以确保信号在不同电压层级传导中的安全和可靠。比如工厂自动化中PLC的工作信号和通信传输电压都是24V,而系统核心电子元件基本都为5V,这时候需要隔离器件以保证24V-5V的安全;对于电机驱动,控制板和马达距离往往会很远,需要较长的通信电缆连接,电缆会和参考电平地线形成回路,从而带来噪音,需要通过隔离切断地线回路,从而消除噪声干扰;对于楼宇自动化、工业运输等方面,也都需要总线隔离技术。对于电动汽车、储能系统来说,以前汽车都是采用传统的12V电路,而随着新能源技术的兴起,出现了48V、400V甚至800V的电压,为了BMS通信可靠,驾驶安全,也对数字隔离技术有了越来越多的需求。
荣湃iDivider技术优势
智能分压技术(iDivider)是荣湃半导体发明的一种数字隔离器技术,它应用了电容分压的原理,直接把电压信号从电容一边传到另一边,不需要RF信号和调制解调,解决了其它隔离技术(如光耦的opto-coupler技术,icouper技术,OOK技术等)的大部分问题,是一种更本质、更简洁的隔离信号传输技术。智能分压(iDivider)技术电路大简化,功耗更低,速度更快,抗干扰能力增强,噪声更低。
如下图所示,在电动汽车电池BMS应用中, CAN总线上采用数字隔离技术,充分保护了电池组的零部件的安全和准确度,为电动汽车的安全保驾护航。