在電機控制、光伏儲能、新能源汽車與充電樁等領(lǐng)域的高壓電氣系統(tǒng)中，數(shù)字隔離器是一種不可或缺的安規(guī)器件，它主要負(fù)責(zé)將邏輯側(cè)輸入的數(shù)字信號通過電磁耦合或電容耦合等隔離機制完成信號轉(zhuǎn)換與傳輸，最終實現(xiàn)輸入回路和輸出回路的電氣隔離。

電氣隔離在高壓電路（HV）中的應(yīng)用示意圖

如上圖所示，電氣隔離不僅能防止輸入回路和輸出回路間的信號傳輸因高頻高壓瞬變（dv/dt）而產(chǎn)生信號失真、信號丟失等不良現(xiàn)象，還能防止強電電路的電流流入弱電電路，從而保護相應(yīng)設(shè)備和操作人員的安全，讓各類高壓電氣系統(tǒng)具有更高的可靠性。

數(shù)字隔離器，如何隔絕高、低壓回路間的電氣隱患？

通常而言，凡涉及到在高壓回路和低壓回路間傳輸信號的電氣系統(tǒng)大都需要使用數(shù)字隔離器進(jìn)行電氣隔離以保護低壓邏輯電路中的敏感元器件和人機交互環(huán)節(jié)的安全進(jìn)行，同時滿足各種嚴(yán)苛的安規(guī)認(rèn)證需求。

例如，華普微基于433MHz射頻技術(shù)自主開發(fā)的數(shù)字隔離器就是一種可有效提升高壓電氣系統(tǒng)穩(wěn)定性與安全性的國產(chǎn)化替代芯片，其工作原理為通過OOK調(diào)制技術(shù)將邏輯側(cè)輸入的數(shù)字信號調(diào)制為高頻脈沖信號（使其具備交流特性），而后通過電容電場耦合傳輸至信號接收端，信號接收端再將其解調(diào)輸出為原來的數(shù)字信號，從而在電氣隔離的條件下實現(xiàn)信號的穩(wěn)定傳輸。

值得一提的是，基于華普微二十余載的射頻芯片開發(fā)功底，華普微數(shù)字隔離器不僅能在隔離電壓（≥5kVrms）、共模瞬變抗擾度（CMTI≥200kV/us）與浪涌電壓（10kV）等傳統(tǒng)安全性能指標(biāo)上達(dá)到行業(yè)一流水平，還能在傳輸速率（150Mbps）、傳輸延遲（9ns）等與射頻性能相關(guān)的關(guān)鍵通信指標(biāo)上達(dá)到行業(yè)頂尖水平。

華普微數(shù)字隔離器，高性價比的電氣隔離方案

隨著新能源汽車、光伏儲能、高壓工業(yè)控制等領(lǐng)域?qū)Ω咝?、高功率密度電氣系統(tǒng)的需求激增，寬帶隙半導(dǎo)體（如碳化硅 SiC、氮化鎵 GaN） 正憑借耐高溫、耐高壓、開關(guān)速度快等多種優(yōu)勢逐步替代傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體，成為功率器件的主流選擇。

然而，寬帶隙半導(dǎo)體的“快速開關(guān)特性”雖提升了系統(tǒng)能效與功率密度，卻也給強弱電回路間的信號傳輸帶來了新挑戰(zhàn)——高頻、迅猛的電壓跳變極易通過寄生電容耦合產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致信號失真、誤觸發(fā)等問題，甚至威脅低壓控制回路中敏感元器件的安全，而這恰恰凸顯了具備高共模瞬變抗擾能力的數(shù)字隔離器的關(guān)鍵作用。

例如，華普微數(shù)字隔離器就是一種在芯片內(nèi)部構(gòu)建微型無線射頻收發(fā)系統(tǒng)的高性能容耦隔離芯片，其不僅擁有高達(dá)200kV/us的共模瞬變抗擾度（CMTI），能有效抑制高壓瞬變（dV/dt）對信號的干擾，確保數(shù)字信號在強電環(huán)境下仍能精準(zhǔn)、穩(wěn)定地傳輸，還能有效阻斷高壓電氣系統(tǒng)中的不良電氣現(xiàn)象，是現(xiàn)代高壓電氣系統(tǒng)中的高性價比電氣隔離方案。

如上圖所示，CMT812X（2通道）、CMT804X（4通道）與CMT826X（6通道）系列標(biāo)準(zhǔn)容耦隔離器采用的是穩(wěn)健可靠的二氧化硅(SiO2)絕緣柵，不僅支持高達(dá)5 kVRms隔離電壓、8kV浪涌能力以及40年以上的預(yù)期使用壽命，還可顯著增強器件電磁兼容性（EMC），有效滿足系統(tǒng)級ESD、EFT、浪涌和輻射方面的合規(guī)要求。

審核編輯 黃宇