数字隔离在新能源汽车中的应用

1 交通应用中的隔离要求
   　　汽车、卡车和摩托车中采用的混合动力和电动传动系统，在交通运输产业引发了新的、前所未知的挑战。原来的12V电压网络现在需辅之以400V或更高的电池　　电源是向电子设备提供功率的装置，也称电源供应器，它提供计算机中所有部件所需要的电能，从而对汽车OEM和系统模块供货商提出了一系列全新要求。诸如高压电池、DC/DC转换器。
  
   
   
   图1：电动车典型系统架构。
   　　与工业应用相较，汽车和运输应用对隔离有着不同要求。坚实可靠当然是必须的，而对磁“噪声”也必须要有强大抵抗力。车内的大功率水平（如工作在400V的 100KW马达，意味着250A的工作电流）会在车内产生必须妥善处理的强磁场。所用零件的使用期限必须足够长以满足车辆预期寿命要求；例如必须满足大型运输应用几十年的使用要求。用于汽车环境的产品，将推动对汽车应用质量（Q1）的要求，以及要满足-40至+125℃的工作温度范围。
   　　同时，这些领域的成本压力，将推动对更高系统整合度的要求，因此，具备隔离功能的单芯片产品，如CAN收发器、ADC或门极驱动器等组件就展现出了优势。
   　　2 不同的数字隔离技术
   　　原则上，有四种不同的数字隔离方法：式，电容式和射频式。以下将介绍前三种方法。
   

     
      
   
    图3：TI的ISO72xx系列裸片照片，右侧的接收器芯片上采用了二氧化硅隔离。
    　　两个信道同时允许直流和交流通讯，此外，它还具有故障防范功能。
    　　基本AC信道使用输入信号，并在过滤后透过由隔离电容组成的差分对传输该信号。然后，接收芯片上的施密特触发器的输入端对其进行检测，最后经输出缓冲器输出该接收到的信号。它可实现非常高速的传输、轻微脉宽失真和短传输延迟，但不能发送DC信号。