眾所周知，在工業(yè)控制領(lǐng)域中，變頻器是一種應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變交流電機(jī)的供電頻率和電壓來精準(zhǔn)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的電力控制設(shè)備，其不僅能間接提升電機(jī)的能效比，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，還集成了過流、過壓、過載等保護(hù)功能，是現(xiàn)代工業(yè)中被廣泛使用的、不可或缺的重要設(shè)備之一。

一種通用變頻器的主電路示意圖

如上圖所示，變頻器是一個(gè)集成了整流、濾波、逆變等功能的完整電氣裝置，其工作原理為將工頻交流電（如380V/220V、50Hz）整流為直流電，再通過濾波電路對(duì)整流后的直流電進(jìn)行平穩(wěn)化處理，最后通過逆變電路將平穩(wěn)的直流電逆變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電，從而改變交流電機(jī)的供電頻率，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。

變頻器中，為什么要進(jìn)行電氣隔離？

值得一提的是，變頻器中的MOSFET/IGBT功率管在工作過程（DC-AC逆變）中會(huì)進(jìn)行高速開關(guān)動(dòng)作，并產(chǎn)生高頻諧波、電磁輻射與共模噪聲等不良干擾現(xiàn)象，進(jìn)而引發(fā)控制系統(tǒng)誤動(dòng)作、信號(hào)失真、通訊中斷與測(cè)量?jī)x表失準(zhǔn)等一系列問題。

故此，為抑制不良干擾現(xiàn)象，確保信號(hào)的精準(zhǔn)傳輸，同時(shí)阻斷變頻器主電路（整流、逆變）中數(shù)百至數(shù)千伏的高壓電流傳導(dǎo)至低壓控制電路，避免安全隱患的發(fā)生，采取有效的電氣隔離措施已成為設(shè)計(jì)高端、可靠、穩(wěn)定變頻器的必然選擇。

而數(shù)字隔離器作為一種能在電氣隔離狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)信號(hào)穩(wěn)定傳輸?shù)年P(guān)鍵器件，不僅能阻斷高低壓電路之間的電氣傳導(dǎo)路徑，還能隔絕電磁輻射與共模噪聲對(duì)信號(hào)傳輸?shù)母蓴_，已成為當(dāng)前市場(chǎng)中提升變頻器系統(tǒng)穩(wěn)定性與電氣安全性的核心器件之一。

數(shù)字隔離器，如何守護(hù)變頻器的安全運(yùn)行？

隨著現(xiàn)代工業(yè)向高精度、高能效等方向持續(xù)發(fā)展，數(shù)字隔離器已成為變頻器中連接“弱電控制”與“強(qiáng)電功率”的關(guān)鍵橋梁，它通過電氣隔離、噪聲抑制和信號(hào)保真，解決了電磁干擾導(dǎo)致的系統(tǒng)不穩(wěn)定問題，同時(shí)還能保障敏感元件與操作人員的安全。

一種典型變頻器電路的電氣隔離方案示意圖

如上圖所示，在華普微為變頻器所提供的電氣隔離方案中，CMT860XX等隔離驅(qū)動(dòng)芯片可應(yīng)用在系統(tǒng)主控MCU與功率管（MOSFET/IGBT）之間，能有效防止高壓竄入控制側(cè)損壞敏感元件，同時(shí)放大PWM控制信號(hào)以提供足夠驅(qū)動(dòng)電流，適配寬禁帶半導(dǎo)體的高頻開關(guān)需求，且其還集成了失效防護(hù)機(jī)制，可保障變頻器電路的高效、可靠運(yùn)行。

CMT130X等隔離采樣芯片可應(yīng)用在MCU與高壓母線之間，能阻斷母線高壓向控制電路竄入的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)還能有效抑制噪聲干擾，對(duì)母線電壓、電流等模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，為MCU提供高精度的數(shù)字化采樣數(shù)據(jù)，大幅提升系統(tǒng)可靠性。

CMT812X、CMT804X等標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字隔離芯片可被應(yīng)用于主控MCU與串行總線（RS485/SPI/IIC）之間，能有效消除接地環(huán)路、阻斷噪聲通過地線或信號(hào)線耦合到通信鏈路，確保數(shù)據(jù)通信的穩(wěn)定性。

展望未來，隨著工業(yè)自動(dòng)化與綠色制造的加速推進(jìn)，數(shù)字隔離器作為保障電力電子設(shè)備安全運(yùn)行的核心器件，其發(fā)展將深度契合工業(yè)領(lǐng)域的變革迭代需求，向集成化、低功耗、高性能等方向持續(xù)突破，為工業(yè)裝備的安全高效運(yùn)行筑牢基礎(chǔ)，助力制造業(yè)向高質(zhì)量、可持續(xù)方向發(fā)展。