發布日期：2022-10-09 點擊率：67
工業自動化發展熱潮正不斷升溫，尤其是在可確保設備安全性和可靠性的隔離設計方面上更是涌現了巨量的設計需求，引來可觀的商機。
工業自動化四大技術挑戰
為了協助業界人士加速實現相關解決方案，本文除針對工業自動化目標市場的隔離應用，專注于可編程邏輯控制器（PLC）和工廠自動化的發展進行詳細的市場與技術分析外，也詳細說明了新型互補式金屬氧化物半導體（CMOS）數字隔離器相較于傳統光耦合隔離方案對工業自動化應用所帶來的顯著優勢。
工業自動化的發展道路上，所包含的許多技術挑戰包括：
第一：設備安全無法妥協
． 安全功能至關重要。
． 產品在高應力下性能必須穩定。
第二：高噪聲環境中的正常工作
． 工廠外部電／磁場的抗干擾性高。
． 高電壓瞬變噪聲的抗干擾能力強。
第三：產品使用壽命長
． 整個溫度范圍，不同VDD電壓，以及長期使用時，關鍵參數必須穩定。
． 在高應力下產品使用壽命長。
第四：高性能
． 產品性能必須世界頂尖。
． 低延遲和低延遲偏差以確保高效率和吞吐量。
基于上述的技術挑戰，適用于工業自動化的高性能隔離產品也必須是高安全，高抗干擾性與長壽命。 工廠存在很多高壓設備，透過隔離方案不僅能保護電子系統和人員，也能抑制噪聲以確保設備的可靠度和穩定性。 隨著工業自動化應用對相關設備的性能要求提升，內建隔離技術也開始發生轉變，傳統的隔離使用光耦合技術，由于先天的特性逐漸難以滿足工業自動化設計需求，包括可靠性較差、時序特性不佳、無余裕的共模瞬態噪聲免疫（CMTI）、能源效率低等，使業界開始將目光移至新型的CMOS電容耦合數字隔離器方案。
使用差分電容耦合技術 CMOS數字隔離器展高效
CMOS數字隔離器采用開關鍵控調制技術的CMOS設計，并使用差分電容耦合，可以達成高可靠度和穩定性，不會隨溫度、工作電壓和產品壽命而改變，另外還具備卓越的時序特性，包括低傳輸延時、低傳輸延遲偏差等。 更重要的是，CMOS數字隔離器具有高共模瞬態噪聲免疫（CMTI），而且相對于光耦，只需要較小的功率，因此可以降低總體系統功耗。 圖1及圖2為傳統光耦和CMOS數字隔離方案的比較。
圖1 傳統光耦隔離方案特性
圖2 新型CMOS數字隔離方案特性
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