磁耦工作原理

磁耦基于磁隔離技術(shù)，使用傳送到給定變壓器初級端的1 ns脈沖對輸入邏輯跳變進行編碼。這些脈沖從變壓器初級線圈耦合到次級線圈，并且由次級端電路檢測。然后，該電路在輸出端重新恢復(fù)成輸入數(shù)字信號。此外，輸入端還包含一個刷新電路，保證即使在沒有輸入跳變的情況下輸出狀態(tài)也與輸入狀態(tài)保持匹配。在加電情況下以及低速率波形輸入或長時間恒定直流輸入情況下，這一性能很重要。

由于磁耦的目的是將輸入和輸出信號隔離開來，所以變壓器初級端電路與變壓器次級端電路必須在隔離的芯片上。變壓器本身可以放置在任意芯片上，也可以放在第三個芯片上。

磁耦的一個顯著特點是能夠?qū)l(fā)送和接收通道集成在同一個封裝中。由于iCoupler磁隔離變壓器本身是雙向的，所以只要將合適的電路放置在變壓器的任意一邊，信號就可以按照任意方向通過。按照這種工作方式，我們可采用多種收發(fā)通道配置來提供多通道隔離器。

磁耦的另一個新特點是:用于隔離數(shù)據(jù)信號的變壓器線圈還可用作為隔離DC/DC轉(zhuǎn)換器的變壓器。這樣就允許將數(shù)據(jù)隔離和電源隔離兩種功能都集成在一個封裝內(nèi)，正如采用isoPower?技術(shù)的 ADuM540x系列iCoupler磁耦隔離器。

與傳統(tǒng)光耦相比，基于磁隔離技術(shù)的磁耦具有諸多優(yōu)勢:

磁耦消除了與光耦合器相關(guān)的不確定的電流傳送比率、非線性傳送特性以及隨時間漂移和隨溫度漂移問題;磁耦均帶有25KV/us的瞬態(tài)共模抑制能力，且能夠在電壓差峰值560V的環(huán)境下正常工作。磁耦器件可提供5000Vrms/min及6000V/10sec的電壓隔離保護，多種型號的磁耦帶有±15KV的ESD保護。

采用芯片級變壓器技術(shù)傳輸信號，消除光耦傳輸時的器件損耗。器件內(nèi)部基本不存在損耗，

正常工作條件下至少達到50年工作壽命。

磁耦能夠在低功耗的條件下實現(xiàn)150Mbps的高速數(shù)據(jù)隔離，光耦鮮有如此高的傳輸速率，實現(xiàn)同樣高的傳輸速度，磁耦比光耦有著更高的性價比。磁耦芯片內(nèi)部含有施密特電路，能夠?qū)斎胼敵龅碾娐窞V波整形，因此可直接與各種高速控制芯片直接連接，如:DSP、ARM、PLC等。

磁耦基于芯片級變壓器傳輸原理，信號傳輸時幾乎不存在能量損耗，因此能以極低的功耗實現(xiàn)高度的數(shù)據(jù)隔離。相同速率下，其功耗僅為光耦的1/10~1/6。

磁隔離技術(shù)是通過采用晶圓級工藝直接在片上制作直徑約500um的變壓器來實現(xiàn)的。利用此平面變壓器的獨特特征以及一些創(chuàng)新的電路設(shè)計，磁隔離產(chǎn)品可以在不影響性能的前提下，在一個封裝內(nèi)集成許多不同的特性與功能。磁耦采用的標準封裝:SOIC-8、SOIC_W-16及SOIC_W-20等。

磁耦的小體積及多種通道配置，是電路設(shè)計更加簡潔，應(yīng)用更加靈活。集成的多種接口收發(fā)器使得接口隔離電路集成度更高，線路連接大大減少。

磁耦產(chǎn)品種類繁多，一般情況下按功能進行區(qū)分 :

通用型多通道數(shù)字磁隔離器

靈活的通道配置，用來替代之前的光耦產(chǎn)品;

典型型號:ADUM1201、ADUM1411

隔離型RS-485收發(fā)器

高集成度及穩(wěn)定性，改變傳統(tǒng)的分立隔離方案;

典型型號:ADM2483、ADM2587E

隔離型RS-232收發(fā)器

完全的數(shù)據(jù)隔離，以單芯片實現(xiàn)RS-232接口隔離;

典型型號:ADM3251E

集成DC/DC的數(shù)字磁隔離器

集成電源隔離，使隔離電路設(shè)計更簡化;

典型型號:ADUM5401、ADUM5402

雙向信號磁隔離器

實現(xiàn)單路通道雙向隔離，適用于1-wire、2-wire總線;

典型型號:ADUM1250

門級驅(qū)動型磁隔離器

提供高邊及低邊控制信號隔離，直接驅(qū)動MOS管;

典型型號:ADUM5230

USB總線磁隔離器

業(yè)界首款USB總線信號隔離器;

典型型號:ADUM4160

隔離型A/D轉(zhuǎn)換器

16位Σ-Δ型ADC與磁隔離技術(shù)的結(jié)合。

典型型號:AD7400、AD7401

磁耦能實現(xiàn)從DC直流信號到150Mbps高速信號的隔離傳輸，高達5000Vrms/min的隔離電壓及25KV/us共模抑制和±15KV的ESD保護。

目前磁耦已大量應(yīng)用于電力自動化、工業(yè)測量、樓宇控制、煤礦安全、安防消防、智能交通、流量計、運動控制、電機控制、汽車車體通訊、儀器儀表、航天航空等產(chǎn)品及領(lǐng)域;在鐵路、衛(wèi)星接收、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用正逐步擴大，已經(jīng)形成了在數(shù)字隔離方面全面取代光耦的趨勢。