共模瞬變抗擾度（CMTI）是與隔離器相關(guān)的三個(gè)關(guān)鍵特性之一，例如i耦合器數(shù)字隔離器和光耦合器。其他關(guān)鍵特性是隔離額定值和工作電壓。本文討論ADI如何測(cè)量基于變壓器的i耦合器數(shù)字隔離器的CMTI，并展示與基于電容的競(jìng)爭(zhēng)數(shù)字隔離器的比較。

CMTI很重要，因?yàn)?a target="_blank">高壓擺率（高頻）瞬變會(huì)破壞跨越隔離柵的數(shù)據(jù)傳輸。了解和測(cè)量對(duì)這些瞬變的敏感性至關(guān)重要。柵兩端（即隔離接地層之間）的電容為這些快速瞬變提供了穿過隔離柵并破壞輸出波形的路徑。

圖（1）顯示了對(duì)4通道數(shù)字隔離器執(zhí)行CMTI測(cè)試的典型設(shè)置。在CMTI測(cè)試期間，在隔離接地層上施加脈沖瞬態(tài)，并監(jiān)控器件的輸出是否存在數(shù)據(jù)中斷。這種瞬變的關(guān)鍵特性是其壓擺率。在圖1所示的情況下，瞬態(tài)脈沖施加到隔離柵左側(cè)的地，而隔離柵右側(cè)的DUT輸出受到監(jiān)控。CMTI測(cè)試針對(duì)正瞬變和負(fù)瞬變進(jìn)行，并且也對(duì)DUT的輸入同時(shí)連接高電平和低電平進(jìn)行。

圖 1：4通道數(shù)字隔離器的典型 CMTI 設(shè)置。

基于變壓器的隔離與基于電容器的隔離

ADI公司的4通道數(shù)字隔離器ADuM1402采用基于變壓器的隔離方法，使用片內(nèi)空芯變壓器提供隔離柵。初級(jí)線圈和次級(jí)線圈由厚厚的聚酰亞胺層隔開，可提供數(shù)千伏的隔離。通過電感耦合和變壓器兩個(gè)線圈之間不斷變化的磁場(chǎng)，數(shù)據(jù)通過隔離柵傳輸。

基于變壓器的隔離的替代方案采用電容器進(jìn)行隔離和跨越隔離柵的數(shù)據(jù)傳輸。電容器板之間的介電材料充當(dāng)電流隔離柵。與變壓器外殼類似，電容耦合使用不斷變化的電場(chǎng)跨越隔離柵傳輸信息。

在我們的測(cè)試中，我們已經(jīng)證明，相對(duì)于CMTI，基于變壓器的隔離比基于電容器的隔離具有固有的優(yōu)勢(shì)。如下表所示，變壓器隔離對(duì)CMTI不太敏感。

The CMH測(cè)試參數(shù)是在保持V的同時(shí)可以維持的最大共模電壓轉(zhuǎn)換率外> 0.8*V電子數(shù)據(jù)分析.厘米L是可在保持 V 的同時(shí)可以維持的最大共模電壓壓擺率外< 0.8V。

圖2顯示了10 kV/μs的正去向共模瞬變及其在輸出狀態(tài)為高電平（CMH).而圖3顯示ADuM1402不受高達(dá)100 kV/μs的正共模瞬變的影響。

正瞬變

圖2：基于電容的隔離器CMH ~10 千伏/微秒

圖3：ADuM1402，CMH ~100 千伏/微秒， V辦公電， V實(shí)況轉(zhuǎn)播.

與正走向瞬變的情況一樣，圖4表明，當(dāng)輸出狀態(tài)為高電平（CMH).但是，圖5顯示ADuM1402不受高達(dá)100 kV/μs的負(fù)共模瞬變的影響。iCoupler 數(shù)據(jù)手冊(cè)通常規(guī)定保證的 CMTI 電平遠(yuǎn)低于 100 kV/μs，通常保證至少為 25 kV/μs;但是，這是為了確保在所有過程和操作條件下的額定值。

負(fù)瞬變

圖4：基于電容的隔離器CMH ~20 千伏/微秒

圖5：ADuM1402，CMH ~100 千伏/微秒， V辦公電， V實(shí)況轉(zhuǎn)播.

結(jié)論

根據(jù)上述測(cè)量結(jié)果可以看出，基于電容的數(shù)字隔離器在輸出狀態(tài)為高電平（CMH).但是，在輸出狀態(tài)為低（CML），基于電容的數(shù)字隔離器可以提供與基于電感的數(shù)字隔離器相當(dāng)?shù)腃MTI。電感耦合的優(yōu)點(diǎn)是它為噪聲提供高共模阻抗，為信號(hào)提供低差分阻抗。然而，與基于變壓器的隔離器不同，基于電容器的隔離器中沒有差分信號(hào)，噪聲和信號(hào)共享相同的傳輸路徑。因此，這要求信號(hào)頻率遠(yuǎn)高于預(yù)期的噪聲頻率，以便勢(shì)壘電容對(duì)信號(hào)呈現(xiàn)低阻抗，對(duì)噪聲呈現(xiàn)高阻抗。

審核編輯：郭婷