我们希望分享一些有关在设计中信号和电源隔离的常见问题及其回答。
Q1 ：为什么要隔离数字隔离器的电源？
数字隔离器的内部架构由两个分立的数字集成电路（IC）组成，位于具有高电压隔离介质屏蔽的开口引线框架上，如下图所示：
图 1 ：数字隔离器的内部架构包括开口引线框架，需要单独的初级和次级电源
每个IC都需要单独的电源和接地，用于器件的初级侧和次级侧，二者之间没有物理连接。这种要求与器件是否支持基本或加强隔离无关，且适用于数字隔离器以及带有集成接口的隔离器件。
Q2 ：数字隔离器的电源要求是什么？
在选择数字隔离器解决方案的电源拓扑结构之前，必须先确定基本电源要求，包括输入电压范围、输出电压、次级侧所需的输出功率，以及输出电轨的数量。与非隔离电源解决方案相比，隔离电源解决方案还需要考虑一些其他因素，包括系统绝缘等级和所需的爬电距离及电气间隙距离，以及电磁兼容性要求，如静电放电和系统的辐射表现。行业终端设备标准定义了上述多项要求。
数字隔离器的输入和输出电压信号通常取决于供电的电源电压，且一般与次级侧的供电电压（VCC）直接相关。在最终确定供电输入和输出要求之前，建议你仔细查看数字隔离器的规格书，了解相关的电源要求。此外，最好针对接口组件的逻辑电平来优化数字隔离器。例如，当使用5V电源为数字隔离器供电，并与单片机连接时，应在次级侧选择同样以5V或接近5V的逻辑电平工作的信号。
Q3 ：次级侧电源为隔离电源工作吗？
在某些情况下，系统内可能已经有用于初级和次级电源的两个单独的电源轨，因此只要满足隔离器逻辑的最低要求即可。这些要求包括电源电压电平与输入和输出信号的电平相匹配，每个电源都提供独立的接地。虽然也可以使用现有的次级电源，但常常会出现噪声耦合和供电调节等问题。设计师通常会选择设计隔离电源，以优化逻辑和系统的噪声性能。
Q4 ：有哪些可用于隔离电源的解决方案？
在为数字隔离电路设计隔离电源时，有多种选项可供选择。数字隔离器的电源解决方案包括返驰式、H型桥接电感-电感-电容、推挽式，以及集成隔离数据和电源解决方案。
集成隔离数据和电源解决方案（例如带电源的ISOW7741数字隔离器、带电源的ISOW1412和ISOW1432隔离RS-485收发器或带电源的ISOW1044控制器区域网络收发器）都具有集成的DC/DC转换器。这些器件旨在满足国际无线电干扰特别委员会（CIPSR）32类B规范，其解决方案大小显著小于离散设计的替代方案。这些解决方案解决了需要在板上使用变压器的问题，减小了PCB板的大小并提高了认证的便利性，这些优点通常被视为极具价值的折衷，从而在可能最小的封装内实现高性能设计。
因此，虽然在某些情况下，离散解决方案可以提供更高的效率和更低的辐射溢出，节省空间和简化认证的优势最终有助于缩短上市时间。
如需了解更多有关在设计中信号和电源隔离的信息，另请参见：