首先感謝各位粉絲朋友、網友以及電源網長期以來的支持。忽然發現自開通星球號已10個月有余，前期我分享了許多電力電子入門的知識，多數以仿真和理論知識為主。接下來，會逐漸分享一些實際應用的經驗，這樣做的目的是：一方面可以幫助初學者快速入門，另一方面可以記錄總結，提高自身。當然，我也算是個初學者，與入行多年的前輩來說，我還在初級階段（研究生在讀），目前水平有限，所分享的內容只是個人的理解，可能不全面或者有誤，還請大家多多包涵，并能直接在評論區留言或反饋于我。

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在這里計劃開一個“實用技術”專題，主要分享個人在使用器件過程中積累的經驗、調試板子所遇到的問題、設計注意事項和軟件仿真等內容。目前所有內容均由本人完成，可能會有疏忽之處，還請各位朋友見諒。

目錄

0 數字隔離器概述

1 實戰紀實

2 相關參考

3 專題推薦

0 數字隔離器概述

數字隔離器是電子系統中，數字信號和模擬信號進行傳遞時，使其且具有很高的電阻隔離特性，以實現電子系統與用戶之間的隔離的一種芯片。按照實現方法可以分為：光隔離、磁隔離和電容隔離，但其功耗、速度、隔離電壓等方面往往不能達到最優。

光電隔離：光耦合技術是在透明絕緣隔離層(例如：空氣間隙)上的光傳輸，以達到隔離目的。光耦合器一般由三部分組成：光的發射、信號放大及光的接收。輸入的電信號驅動LED，使之發出一定波長的光，被光探測器接收而產生光電流，再經過進一步放大后輸出。這就完成了電-光-電的轉換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。光耦合技術的主要優點是，光具有對外部電子或磁場內在的抗擾性，而且，光耦合技術允許使用恒定信息傳輸。光耦合器的缺點主要體現在速度限制、功耗以及LED老化上。

電容隔離：電容耦合技術是在隔離層上采用不斷變化的電場傳輸信息。各電容器極板之間的材料是電介質隔離器，并形成隔離層。該極板尺寸、極板之間的間隔和電介質材料等都決定著電氣性能。使用電容隔離層的優點是，在尺寸大小和能量傳輸方面的高效率，以及對磁場的抗擾度。電容耦合的缺點是，其沒有差分信號和噪聲，并且信號共用相同的傳輸通道。與變壓器不同。這就要求信號頻率要大大高于噪聲預期頻率，這樣隔離層電容就呈現出信號的低阻抗，以及噪聲的高阻抗。

電磁隔離：電感耦合技術使用兩個線圈之間的變化磁場在一個隔離層上進行通信。最常見的例子就是變壓器，其磁場大小取決于主級和次級繞組的線圈結構(匝數/單位長度)、磁芯的介電常數，以及電流振幅。顯示了一款具有信號調節電路模塊的變壓器。電磁隔離技術的優點是，傳輸速度高，提供目前業界最高的數據傳輸速率（150 Mbps），可取代各種工業應用中的光耦合器、超低功耗、最低的抖動性能、優異的靜電放電性能、最佳的瞬變抗干擾能力、最強的RF抗干擾能力、最低的射頻電磁輻射。

1 實戰紀實

談起數字隔離器相信各位硬件工程師并不陌生，它主要應用于不同系統之間的電氣信號隔離，就電源來說，主要用來隔離控制器系統和功率系統。前段時間一直在研究寬禁帶器件驅動電路相關內容，于是我自己設計的驅動電路中應用到了數字隔離器。起初一直應用的是ISO7721DR數字隔離器，之后商城上無法直接購買到該器件，但是PCB已經設計好layout，沒辦法我就尋找替代器件，好不容易找到了一款替代器件CBMuB2100H。幾天之后，器件集齊，調試過程確卡在了光耦隔離這一塊兒（真是讓人想象不到）。

下面我來描述一下所遇見的問題：我用DSP發出高頻PWM脈沖信號，經數字隔離器輸出，就在我測試好隔離電路，接著把后面的驅動電路焊接完畢，開始調試時，突然發現數字隔離器二次側電源VCC和GND短路了（毫無征兆的情況下擊穿了，是不是很離奇）。用之前的芯片從來沒遇見過，真是十分不解，中間經多了次實驗，燒壞了不少隔離芯片（經驗都是金錢買的，實踐出真知一點都不假），經過我不懈的努力，大概確定了問題的原因，這讓我對數字隔離器有了新的認識，以前只是用器件，只要電路正常就沒有過多追究。在解決問題器件我也咨詢了原廠的技術人員張工和文老師（“Aladdin阿拉丁”的作者），在這里對他們的耐心解答表示感謝，同時，我也學習到了不少知識。

找出現問題的原因真是一個枯燥的過程，但問題的原因找到后也會非常喜悅，前面的過程就不再那么枯燥。最初我以為是layout的問題，經過仔細檢查排除這種可能，接下來我以為是器件的問題，但是電路可以正常工作，只是反復幾次才出問題；那么，難道是電源的問題，經過排查電源的問題排除，那到是我PCB走線的影響？結果我換上了CA-IS3720器件，經過測試發現PCB layout沒有問題可以正常工作。那么這問題究竟出現在哪里呢？很是奇怪，那么下面通過測試結果來分析判斷吧。

以下測試點均為數字隔離器的信號輸出引腳結果，測試過程除器件外所有條件一致。

（1）CA-SI3720HS測試波形

圖1 正常工作輸出引腳波形

 圖2 二次側掉電過程波形

（2）CBMuD1200H測試波形

圖3 正常工作輸出引腳波形

  圖4 二次側掉電過程波形

并且最后我也測試了ISO7721DR的輸出結果，它與CA-SI3720HS相同，這里就不再贅述。

通過分析我覺得器件擊穿的主要原因是，掉電瞬間，引腳的電壓增加將器件擊穿。其他的可能已完全排除。那么問題來了，為什么有器件關斷電壓有個緩慢上升在下降的過程，而有的器件確是直接由電源VCC降至零。這是問什么呢？這幾款器件應該都是采用電容隔離技術實現。但是差距為啥這么大。不知有朋友怎么看？也歡迎大家發表自己的看法？

2 相關參考

[1] 數字隔離器 EEPW百科

[2] CBMuD1200H數據手冊

[3] ISO7721DR數據手冊

[4] CA-IS3720HS數據手冊

3 專題推薦

從零玩轉LLC電源設計專題（點擊鏈接即可閱讀全文）

本專題為原創內容，記錄了本人入門電源的第一個作品，雖說文章內容不是最優秀的，但個人覺得對想學習的朋友來說是個很好的參考，畢竟全網也找不到這樣全面的免費資料。該主要講述了LLC電源的工作原理、設計方法、理論公式推導方法、建模和樣機設計等。內容可以說很全面。推薦給想學習LLC電源的朋友參考，也歡迎讀者在對應章節進行討論，或分享、轉發。

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