贴片电容：数字电容隔离器定义高性能新参照

贴片电容：数字电容隔离器定义高性能新参照

　　在芯片设计和制造方面的技术进步已经成就了二代数字电容隔离器，其高性能给低功耗和高可靠性定义了新的标准。本文将介绍其功能原理和内部结构，并讨论其电流消耗和预计寿命。
　　 功能原理
　　图1显示了一款数字电容隔离器(DCI)的内部结构图。该隔离器输入分为两个差分信号路径：一条为高数据速率信道(称作AC-信道)，另一条为低数据速率信道(称作DC-信道)。AC-通道传输介于100kbps和100Mbps之间的信号，而DC-通道则涵盖了从100kbps到DC的范围。

　　高速信号由AC通道来处理，信号在通道中先从单端模式转换为差分模式，然后被隔离层的电容-电阻网络差分为许多瞬态。后面的比较器再将这些瞬态转换为差分脉冲，从而设置和重置一个“或非”门触发器。相当于原始输入信号的触发器输出馈至判定逻辑(DCL)和输出多路复用器。DCL包括一个看门狗定时器，该定时器用于测量信号转换之间的持续时间。如果两个连续转换之间的持续时间出定时窗口(如低频信号的情况下)，则DCL则指示输出多路复用器从AC-信道切换到DC-信道。

　　由于低频信号要求大容量电容器，而这种电容器使片上集成变得很困难，因此DC-通道的输入要有脉宽调制器(PWM)。该调制器利用一个内部振荡器(OSC)的高频载波对低频输入信号进行调制。在AC-通道中对调制后信号的处理过程与高频信号相同。然而，在向输出多路复用器提交该信号以前，需通过一个终低通滤波器(LPF)滤除高频PWM载波，以恢复原始、低频输入信号。

　　系统空闲时就会出现DC电流。幸运的是，工业数据获取系统、PLC和数字模拟I/O模块并非针对系统空闲而设计，其目的是将数据从传感器传输到控制单元，并从控制单元传输到传动器。这些工作的完成须是快速、可靠和持续的。
　　 一般而言，双通道隔离器用于隔离式CAN和RS-485总线节点，其中只有2条数据线路(发送和接收)要求隔离。例如，RS-485收发器必须能够在一些端共模状态下提供达±70mA的驱动力才能达到标准。这样，即使在低数据速率条件下，DC电流之间的差异也可以忽略不计。

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