許多應用需要在各種傳感器和中央控制器之間進行通信以進行處理和分析。為了保持用戶界面的安全要求并防止瞬變從各種來源耦合，幾乎總是需要電流隔離。這些系統的示例是需要在惡劣的工業環境中運行的精密機械臂，或者需要在除顫期間運行的弧焊機或病人監護儀。其他相關應用包括電機和電源控制、儀器儀表、工業自動化和醫療保健。

圖 1：電磁兼容性 (EMC) 的類型。

在歐盟銷售產品通常需要 CE 標志，在美國銷售產品需要 FCC 分類。要獲得這些認證，必須對系統執行電磁兼容性 (EMC) 測試套件。 ?

把控制 EMC 看作是一個好鄰居——不要制造太多噪音，并且在鄰居制造噪音時要寬容。這可以在圖 1中看到，其中 EMC 分為抗擾度和輻射。發射可以進一步分為傳導發射和輻射發射。免疫有相同的兩個版本，加上瞬態免疫和容錯。

每個類別都有自己的系統標準，需要合規才能獲得 CE 標志或 FCC 分類，如圖2 所示。在工業和醫療系統環境中，傳導和輻射發射通常必須符合 EN55011、EN55022 或 FCC 第 15 部分。傳導抗擾度必須符合 IEC61000-4-6，輻射抗擾度必須符合 IEC61000-4-3。瞬變可分為三類：符合 IEC61000-4-2 標準的 ESD（靜電放電）、符合 IEC61000-4-4 標準的 EFT（電快速瞬變）和符合 IEC61000-4-5 標準的浪涌。

圖 2：EMC 類別和標準。

在設計系統后解決 EMC 問題可能是一項挑戰，因為您的設計越深入，可用的技術就越少。在項目開始時針對 EMC 進行設計對于最大限度地減少電路板迭代所花費的時間以及減少設計時間和項目成本至關重要。 ?

使用數字隔離器可以非常有效地應對 EMC 瞬態威脅，因為電流隔離允許數據流動，同時阻止電流流動。同時，數字隔離器應遵守睦鄰規則，不得引入噪聲擾亂其相鄰元件。可以使用跨越隔離柵的不同耦合元件來實現電流隔離。傳統上，使用光學方法，但這些已被證明是耗電的，并且由于發光源而具有有限的壽命。數字隔離器可以使用電感或電容耦合方法與絕緣材料（如聚酰亞胺和 SiO2）實現，并具有更長的使用壽命和更低的功耗。 ?

考慮大量可用數字隔離器中的兩個示例：Analog Devices 的 ADuM1xx 和 ADuM2xx。這些器件使用單片空芯變壓器技術在隔離柵上實現電感耦合，并已被證明對大瞬態威脅具有魯棒性。這些設備的許多版本包括具有一到五個通道和雙向通道的設備。

這些器件可以通過所需的輻射發射標準，同時以 DC 至 150 MHz 的速率運行，并且具有低至 10 ns 的傳播延遲。它們提供高達 16 kVpk 的浪涌瞬變抗擾度和 100 kV/μs 的共模瞬變抗擾度。電源電壓范圍為 1.7 至 5.5 V。靜態電源電流低至 2.2 mA，總動態電流為 0.03 mA/Mbits/s。封裝小至 8 引腳 SOIC，價格低至 0.88 美元/1,000 片。

審核編輯 黃昊宇