评估工业隔离器性能的新动态共模抑制测试

长久以来静态共模规格已经成为测量和比较不同结构或技术隔离器的产业标准，然而旧的标准目前已经不再适合作为测量和比较指标，原因是了解终端系统运行状态下输入和输出变化时的共模抑制(CMR，Common Mode Rejection)性能非常重要，如果可以进一步探讨隔离器所采用的技术，例如光学、磁光、电容或射频等更可使选择过程更加妥善。

历史最久并且最为完善的为使用红外光的隔离技术，光学技术也是唯一由国际认可IEC 60747-5-5安全标准涵盖的技术，光电耦合器是一种允许信号于电路或系统间传送，并保持电路或系统间电气隔离的光电耦合半导体器件，市场上提供有单一或多通道光电耦合器产品，光电耦合器有时也被称为光耦合器或光隔离器。

图1显示了典型光电耦合器中的构成部件，通过提供足够的绝缘厚度，可以极小化输入和输出间的寄生电容耦合，从而提高光电耦合器的CMR，另外，安华高科技(Avago Technologies)更通过使用环绕光检测器的内部法拉第屏蔽进一步强化光电耦合器的CMR，这个屏蔽允许光传输通过并将其他电干扰导向接地。　　

 

由最简单的型式来看，光电耦合器包含一个作为信号传输的LED和作为信号检测的光传感器，并于发射器和检测器之间加入绝缘电压介电材料，图2的封装X光图显示了基本的构成部件。

发射器和检测器间的介电绝缘材料对于建立高电压耐受能力非常重要，并由国际安全标准加以定义，原因是它的厚度和介电强度决定了光电耦合器的高电压绝缘能力。

封装的选择也可以使隔离器更为可靠并符合较严格的安全标准，Avago的光电耦合器由于在输入LED到光检测器的绝缘穿透距离(DTI，Distance Through Insullation)上大于其他非光学隔离器件，因此具有较好的CMR性能，爬电距离和电气间隙封装规格也由安全标准定义并标注于产品数据表中，产品规格通常随着特定封装型式而在功能上有所不同。

如何测量静态CMR?

图3中的CMR测试电路显示了典型波形，由隔离器输入到输出送入一个脉冲来模拟共模噪声，并于输出观察可能发生的干扰，如果输出维持在稳定状态并且没有发生任何短暂的逻辑电平变化，就代表通过测试。　　

 

输入侧的双向开关使得输出不管在逻辑高电平和低电平时都可以进行CMR测量。