磁场隔离技术iCoupler工作原理

文章摘要：ICoupler采用的平面磁场技术是一种全新的隔离技术，非常适合各种工业应用，如数据通信、数据转换器接口以及其它多通道隔离等，其结构如图1所示。每个iCoupler通道由CMOS接口电路和两个芯片级的变压器两部分组成，为简化起见，图中只画出了一个变压器。CMOS接口包含输入输出电路，用于接收和发送数字信号，与其它CMOS器件电气兼容。每个变压器都包含低阻抗的顶层线圈和底层线圈，分别与发送方、接收方电路相连，线圈之间用绝缘材料构成隔离区。iCoupler通过选择两个不同的变压器，来区分信号变换是上升沿或是下降沿，然后向选定的变压器发送窄脉冲，为输入信号的状态变化编码。同时内部产生激励脉冲，将编码

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　　ICoupler采用的平面磁场技术是一种全新的隔离技术，非常适合各种工业应用，如数据通信、数据转换器接口以及其它多通道隔离等，其结构如图1所示。

　　每个iCoupler通道由CMOS接口电路和两个芯片级的变压器两部分组成，为简化起见，图中只画出了一个变压器。

　　CMOS接口包含输入输出电路，用于接收和发送数字信号，与其它CMOS器件电气兼容。每个变压器都包含低阻抗的顶层线圈和底层线圈，分别与发送方、接收方电路相连，线圈之间用绝缘材料构成隔离区。

　　iCoupler通过选择两个不同的变压器，来区分信号变换是上升沿或是下降沿，然后向选定的变压器发送窄脉冲，为输入信号的状态变化编码。同时内部产生激励脉冲，将编码信息送至变压器主方（顶层线圈），使包含了编码信息的高频激励脉冲在变压器副方（底层线圈）引起电磁感应。这样输入信号的编码信息就穿过隔离区到达输出方，经过输出电路的高精度信号复现，实现了数字信号的隔离传输。

　　由于采用变压器隔离方法，只有交变信号才能通过线圈产生磁场变化引起感应电流，对于无状态变换的直流信号，iCoupler通过如图2所示的刷新电路来解决这一问题。内部刷新电路提供周期为1μs的刷新脉冲，输入采样和输出刷新频率达到lMHz。附有直流信息的刷新脉冲通过主方线圈时，引起副方线圈感应电流，从而将直流信息传递到输出方。保证了直流信号的隔离效果，实现输入、输出的信号匹配。