編者按：日前，德州儀器（TI）推出了新一代的一款具有集成電源的新型單芯片增強型隔離器ISOW7841，其效率比現有集成器件高出80%。憑借更高效的功率傳輸、更低的輻射發射和更高的抗擾度，這款新型增強型隔離器能夠讓工業系統實現可靠運行。那么這些是如何做到的呢？德州儀器（TI）隔離器全球市場經理Gina Hann女士向筆者做了詳細的簡述。
作為數字隔離器的重要供應商，德州儀器從1997年開始進入這一領域，2001年開始發布第一代產品，到2008年發布了第二代產品，最新一代是在2014年左右，稱之為第三代隔離器。可以看出，每隔六七年德州儀器都會推一款創新型的隔離器產品。最新推出的ISOW7841是一款具有集成電源的新型單芯片增強型隔離器，兼具更低輻射和更高轉換效率。
隔離技術的重要意義
在開始介紹新款隔離器ISOW7841之前，Gina Hann女士首先分享了隔離技術對于電子設備的重要意義。
早期的隔離技術，有光耦隔離技術，有使用變壓器來完成AC到AC的隔離，比如變電站上大型的變壓器，也有像手機上用的小的直流變壓器，這些是作為電源隔離。而數字隔離器既可以用來做電源隔離，也可以用來做信號隔離。
Gina Hann表示，隔離器是一種屏障和保護，阻隔系統的DC和不需要的AC通過隔離帶。隨著設備與設備之間的接口越來越頻繁，可以看到越來越多的傳感器被集成在各種工業應用環境中，因而保護傳感器，以及保護從傳感器上獲取信息的處理單元，就變得越來越重要。隔離帶對保護信號的完整性至關重要，同時，強化隔離有助于保護操作人員和低壓電路免受高壓影響。
Gina Hann女士以工廠自動化為例講述了隔離技術的關鍵作用。
在一個非常大的工廠，前端做信號采集，從傳感器把信號采集進來進行后臺處理，要連接好幾條生產線，設備到設備之間的長距離傳輸，再到后臺信號的處理，整個系統非常復雜。有一些應用，可能要做到從高壓側進來，像220伏甚至380伏這樣一個高電壓，最終到MCU處理器上只有3.3伏，這個信號怎么來處理？從強電到弱電，其中涉及對人身的保護，整個系統的穩定性、信號傳輸的正確性，確保整個復雜的系統正常的運行，所以在工廠自動化、工業機器人這類的應用當中，需要用到隔離器對電源和信號進行保護。同時還有非常多的應用場景，如智能電網，也是從原端發電輸電幾十萬伏的高電壓，再進行高壓的傳輸，再到變電站，再慢慢的一級級變下來，再進入居民小區，整個電網的應用也是高壓的，這對人身安全提出了非常高的要求，有一些可能不適合人去進行操作。這么復雜的系統是如何去保證其穩定的運行呢？ISOW7841給出了一個更高傳輸效率、更低輻射、高集成度的解決方案，給日益復雜的嚴苛的工業場景的應用提供了一個非常好的方案。
ISOW7841的三大特點
針對這款得意之作，Gina Hann女士非常詳細地介紹了這款數字隔離產品的特點。
首先，高效率是第一個特點，相對業界同等解決方案，ISOW7841的效率要高出80%。更低功耗將設備工作溫度降低到40攝氏度，與其它集成解決方案相比，能夠實現更高的功率傳輸、更高的通道數量和更長的系統壽命。
第二，ISOW7841是集成隔離電源并可以隔離信號的隔離器，它是一個高集成度的單芯片增強型隔離器方案。在這個方案中，集成了變壓器、一級/二級DC/DC，增強隔離屏障，這些對未來的設備到設備的接口、以及人機接口都至關重要。通過將增強型隔離器及DC/DC轉換器、變壓器集成在一起，ISOW7841方案就非常簡單高效，從而使整個PCB的設計非常簡潔，整個PCB的尺寸會非常小，并節省成本。
第三，ISOW7841的輻射更低，同時具有更高的抗干擾能力。超過10-dB的更低輻射發射通過最小化系統噪聲提高系統信號的完整性。提供強大的EMC，以滿足ESD和EFT事件的IEC61000-4-x標準，有助于確保系統的可靠運行。更高級別的抗擾度有助于降低噪聲和高壓事件對工業設備的影響。
核心技術確保ISOW7841成為明星產品
具備諸多特點和優勢的ISOW7841是如何做到的呢？這得益于TI在長期實踐中摸索出的創新技術，Gina Hann女士耐心地做了全面的技術講解。
據Gina Hann女士介紹，ISOW7841采用的是電容隔離技術。電容隔離技術可以更好地做到更高的絕緣隔離電壓，傳輸的效率也是可以做到更高。因為采用電容隔離技術，所以可以做到非常低的對外輻射。同時，TI還提供產品技術白皮書，解密電容隔離器內部的架構、中間的隔離帶是如何做的，以達到如此高的隔離電壓的等級及更高的傳輸效率。
現在確實有很多不同的技術能夠做到抗干擾性，TI采用的一種稱為開關型的技術，采樣持續性的信號。TI的信號是持續的采電平，可以更方便穩定的去采，如果電平是高，就一直是高，如果是低的話，就是低。這樣確保采集的信號是非常準確的，即使在外部有很強噪聲干擾的情況下，首先要保證采集的信號是對的。第二，ISOW7841在做到抗干擾性的同時，提供更低輻射，是因為TI采用了第二個先進的技術，稱為展頻技術，展頻是頻譜的擴散。通常看到的頻譜是正態分布的尖峰。而采用展頻的技術，可以把整個頻譜進行擴展，將其變成一個平臺型，整體往下平移，這樣就可以做到10個DB的優勢，把整個頻譜的分布往下壓，壓低了10個DB，這樣采用展頻的技術可以提供更好的EMI對外輻射能力。