NESY038C January   2021  – February 2024 AMC1300 , AMC1302 , AMC1302-Q1 , AMC1305M25-Q1 , AMC1311 , AMC1311-Q1 , AMC131M03-Q1 , AMC1336 , AMC1336-Q1 , AMC1350 , AMC1411 , AMC3301 , AMC3301-Q1 , AMC3330 , AMC3330-Q1 , AMC3336 , AMC3336-Q1 , ISOW1044 , ISOW1412 , ISOW7741 , ISOW7840 , ISOW7841 , ISOW7841A-Q1 , ISOW7842 , ISOW7843 , ISOW7844 , UCC12040 , UCC12041-Q1 , UCC12050 , UCC12051-Q1 , UCC14130-Q1 , UCC14131-Q1 , UCC14140-Q1 , UCC14141-Q1 , UCC14240-Q1 , UCC14241-Q1 , UCC14340-Q1 , UCC14341-Q1 , UCC15240-Q1 , UCC15241-Q1 , UCC21222-Q1 , UCC21530-Q1 , UCC21540 , UCC21710-Q1 , UCC21750-Q1 , UCC23513 , UCC25800-Q1 , UCC5870-Q1

 

  1.   1
  2.   概覽
  3.   摘要
  4.   什麼是電氣隔離?
  5.   高壓電隔離問題
  6.   隔離方式
    1.     光隔離
    2.     電容性隔離
    3.     磁隔離
    4.     在縮減解決方案尺寸和成本的同時,需可靠地實現隔離需求
    5.     EV 應用
    6.     電網基礎架構應用
    7.     工廠自動化應用
    8.     馬達驅動應用
  7.   結論
  8.   其他資源

電容性隔離

電容性隔離技術以介電質間 AC 訊號傳輸為基礎,運用開關鍵控、相移鍵控、邊緣式傳輸或其他類型的高階調變等機制,並由電容器以固有方式封鎖 DC 訊號。圖 5 說明透過串聯電容隔離層使用差動傳訊的一組非常基本的調變器/解調器配對。這些電容器可以傳送數據和非常有限的功率。圖 5 顯示了用於構建隔離層的兩個電容器,但根據產品要求和所需的隔離額定值,一個電容器可能就足以輕鬆應對。

串聯電容隔離器為一種多晶片模組,由發射器 (左側晶粒) 與接收器 (右側晶粒) 組成。如 圖 6 所示,各晶粒都透過專屬電容器來提供高電壓隔離與觸電保護,並可滿足等同於兩個基本隔離層級的強化型絕緣要求。

GUID-20220504-SS0I-W2FP-PR4P-RSTQWD1LVFVW-low.svg 圖 5 調變用於跨電容形成的隔離層傳輸資訊。
GUID-20220504-SS0I-WXQ6-WVP0-ZVCSHQCB4W7F-low.svg 圖 6 電容性隔離器範例。

您可將多個電容通道置入單一 IC 封裝 (兩側皆可為接收器或發射器),以實現雙向訊號通訊。電容隔離器具有低傳播延遲,可以超過 150 Mbps 的速率進行資料傳輸,消耗的偏壓電流也較光耦合器低,但隔離邊界各側仍需不同偏壓供應電壓。

TI 的電容隔離器採用 SiO2 介電質 (請參閱 圖 7) 建構,而此介電質在表 3所列材質中具有最高的介電強度。除了擁有比其他隔離器更高的介電強度外,SiO2 也是一種無機材質,因此在各種濕度與溫度下皆非常穩定。TI 專有的多層電容器與多層鈍化方法可減少任何單一層的高電壓性能依存性,進而提升隔離器品質與可靠性。此技術支援 2 kVRMS工作電壓 (VIOWM),可承受 7.5 kVRMS隔離電壓 (VISO),以及 12.8 kVPK 突波電壓能力。

GUID-20220504-SS0I-7919-9Q5J-9GGFXDX3CK62-low.svg 圖 7 Example cross-section of TI 的高壓隔離 SiO2 電容器的截面積範例。

隔離器必須擁有比非隔離式元件長出許多的使用壽命,才能防止電路發生故障。TI 嚴格遵照 表 2 中列出的 IEC 標準進行測試。