磁耦

磁耦是基於ADI公司iCoupler®磁隔離專利技術的隔離器件，也稱為磁隔離器。

基本介紹

• 中文名：磁耦
• 分類：隔離器件
• 也稱為：磁隔離器
• 詞性：名詞

工作原理

磁耦基於磁隔離技術，使用傳送到給定變壓器初級端的1 ns脈衝對輸入邏輯跳變進行編碼。這些脈衝從變壓器初級線圈耦合到次級線圈，並且由次級端電路檢測。然後，該電路在輸出端重新恢復成輸入數位訊號。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也與輸入狀態保持匹配。在加電情況下以及低速率波形輸入或長時間恆定直流輸入情況下，這一性能很重要。

磁耦通信原理

由於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晶片上。變壓器本身可以放置在任意晶片上，也可以放在第三個晶片上。

磁耦的一個顯著特點是能夠將傳送和接收通道集成在同一個封裝中。由於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，我們可採用多種收發通道配置來提供多通道隔離器。

磁耦的另一個新特點是：用於隔離數據信號的變壓器線圈還可用作為隔離DC/DC轉換器的變壓器。這樣就允許將數據隔離和電源隔離兩種功能都集成在一個封裝內，正如採用isoPower®技術的 ADuM540x系列iCoupler磁耦隔離器。

器件優點

與傳統光耦相比，基於磁隔離技術的磁耦具有諸多優勢：

可靠性

磁耦消除了與光耦合器相關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的瞬態共模抑制能力，且能夠在電壓差峰值560V的環境下正常工作。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。

長壽命

採用晶片級變壓器技術傳輸信號，消除光耦傳輸時的器件損耗。器件內部基本不存在損耗，

正常工作條件下至少達到50年工作壽命。

高性能

磁耦能夠在低功耗的條件下實現150Mbps的高速數據隔離，光耦鮮有如此高的傳輸速率，實現同樣高的傳輸速度，磁耦比光耦有著更高的性價比。磁耦晶片內部含有施密特電路，能夠對輸入輸出的電路濾波整形，因此可直接與各種高速控制晶片直接連線，如：DSP、ARM、PLC等。

低功耗

磁耦基於晶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高度的數據隔離。相同速率下，其功耗僅為光耦的1/10~1/6。

小封裝

磁隔離技術是通過採用晶圓級工藝直接在片上製作直徑約500um的變壓器來實現的。利用此平面變壓器的獨特特徵以及一些創新的電路設計，磁隔離產品可以在不影響性能的前提下，在一個封裝內集成許多不同的特性與功能。磁耦採用的標準封裝：SOIC-8、SOIC_W-16及SOIC_W-20等。

易用性

磁耦的小體積及多種通道配置，是電路設計更加簡潔，套用更加靈活。集成的多種接口收發器使得接口隔離電路集成度更高，線路連線大大減少。

主要分類

磁耦產品種類繁多，一般情況下按功能進行區分：

通用型多通道數字磁隔離器

靈活的通道配置，用來替代之前的光耦產品；

典型型號：ADUM1201、ADUM1411

隔離型RS-485收發器

高集成度及穩定性，改變傳統的分立隔離方案；

典型型號：ADM2483、ADM2587E

隔離型RS-232收發器

完全的數據隔離，以單晶片實現RS-232接口隔離；

典型型號：ADM3251E

集成DC/DC的數字磁隔離器

集成電源隔離，使隔離電路設計更簡化；

典型型號：ADUM5401、ADUM5402

雙向信號磁隔離器

實現單路通道雙向隔離，適用於1-wire、2-wire匯流排；

典型型號：ADUM1250

門級驅動型磁隔離器

提供高邊及低邊控制信號隔離，直接驅動MOS管；

典型型號：ADUM5230

USB匯流排磁隔離器

業界首款USB匯流排信號隔離器；

典型型號：ADUM4160

隔離型A/D轉換器

16位Σ-Δ型ADC與磁隔離技術的結合。

典型型號：AD7400、AD7401

磁耦能實現從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。

生產套用

目前磁耦已大量套用於電力自動化、工業測量、樓宇控制、煤礦安全、安防消防、智慧型交通、流量計、運動控制、電機控制、汽車車體通訊、儀器儀表、航天航空等產品及領域；在鐵路、衛星接收、醫療等領域的套用正逐步擴大，已經形成了在數字隔離方面全面取代光耦的趨勢。