數(shù)字隔離器的市場(chǎng)應(yīng)用

數(shù)字隔離器按技術(shù)方式不同可分光耦隔離、電容隔離、磁耦隔離和巨磁阻隔離等類型，但國(guó)內(nèi)后三者的研發(fā)運(yùn)用很少，近年來(lái)，電容隔離已有企業(yè)推出相關(guān)產(chǎn)品，而磁耦隔離方面因?yàn)橛形⑿妥儔浩髟O(shè)計(jì)與制造的核心技術(shù)難關(guān)，國(guó)內(nèi)除了電子科大學(xué)發(fā)表過(guò)相關(guān)論文和學(xué)術(shù)報(bào)告，幾乎無(wú)人涉及，即便是國(guó)際上，也僅有少數(shù)企業(yè)在做相關(guān)研究。

在復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境里面，一個(gè)綜合的電子系統(tǒng)有眾多子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)會(huì)產(chǎn)生串?dāng)_，數(shù)字隔離器能夠把任一子系統(tǒng)與其它系統(tǒng)隔離開來(lái)，保護(hù)其不受噪聲和高電壓影響。因?yàn)檫@個(gè)原因，數(shù)字隔離器國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求相當(dāng)大，在醫(yī)療、工業(yè)總線控制、飛行器電子系統(tǒng)、雷達(dá)數(shù)據(jù)總線、模數(shù)轉(zhuǎn)換等民用、軍事領(lǐng)域都被廣泛應(yīng)用。

光耦隔離的物理基礎(chǔ)是光電效應(yīng)，它利用電和光之間的相互轉(zhuǎn)化來(lái)傳輸信號(hào)，基本結(jié)構(gòu)由發(fā)光二極管和光敏半導(dǎo)體器件組成。光耦隔離抗干擾能力非常強(qiáng)，但缺點(diǎn)也明顯，體積大、功耗大、傳輸速率低、集成度低、受溫度變化影響大等。

電容耦合隔離器是通過(guò)電容的兩塊極板之間電場(chǎng)變化來(lái)傳遞信息，對(duì)磁場(chǎng)干擾免疫，同時(shí)，電容隔離器可以用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝加工，有利于降低成本。電容耦合數(shù)字隔離器具有很高的瞬態(tài)抗擾度，而且數(shù)據(jù)傳輸速率也很高，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有企業(yè)可以提供傳輸速率高達(dá)幾百兆BPS的電容耦合隔離器，但缺點(diǎn)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)集成功率傳輸。

電磁耦合隔離器物理基礎(chǔ)是電磁感應(yīng)定律，采用變壓器耦合方式，利用兩個(gè)線圈之間變化磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)隔離層上數(shù)據(jù)通信，可以采用分立變壓器，也可以采用片上集成變壓器。分立變壓器體積大，對(duì)電磁干擾比較敏感，片上集成變壓器體積小，抗電磁干擾能力比較強(qiáng)。半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展使得硅基微型變壓器的制作成為現(xiàn)實(shí)。

目前光耦隔離發(fā)展比較成熟，幾乎長(zhǎng)期壟斷市場(chǎng)，代表公司有Avago、Vishay、Toshiba、松下等知名企業(yè)，尤以Avago占市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)地位，但光耦隔離相比電容隔離和磁偶隔離等在產(chǎn)品性能上存在明顯不足，近年來(lái)正在逐步被后兩者取代。

國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品在市場(chǎng)占有率幾乎微不足道！磁耦合隔離器方面情況也好不了多少，國(guó)際上ADI與英飛凌早在2003年就推出了基于微型變壓器的磁耦合隔離器產(chǎn)品，日本的NEC公司也進(jìn)行了微型變壓器相關(guān)研究，而國(guó)內(nèi)磁耦合隔離研究起步較晚，市場(chǎng)占有率很小，相關(guān)企業(yè)也基本處于起步階段。“但正因?yàn)槿绱?，無(wú)論民用市場(chǎng)還是軍用元器件領(lǐng)域，數(shù)字隔離器都有廣闊的市場(chǎng)前景和極大的銷售空間。這也是我們堅(jiān)持做該項(xiàng)目的主要原因之一。