評估工業隔離器性能的新動態共模抑制測試

　　長久以來靜態共模規格已經成為測量和比較不同結構或技術隔離器的產業標準，然而舊的標準目前已經不再適合作為測量和比較指標，原因是了解終端系統運行狀態下輸入和輸出變化時的共模抑制(CMR，Common Mode Rejection)性能非常重要，如果可以進一步探討隔離器所采用的技術，例如光學、磁光、電容或射頻等更可使選擇過程更加妥善。

　　歷史最久并且最為完善的為使用紅外光的隔離技術，光學技術也是唯一由國際認可IEC 60747-5-5安全標準涵蓋的技術，光電耦合器是一種允許信號于電路或系統間傳送，并保持電路或系統間電氣隔離的光電耦合半導體器件，市場上提供有單一或多通道光電耦合器產品，光電耦合器有時也被稱為光耦合器或光隔離器。

　　圖1顯示了典型光電耦合器中的構成部件，通過提供足夠的絕緣厚度，可以極小化輸入和輸出間的寄生電容耦合，從而提高光電耦合器的CMR，另外，安華高科技(Avago Technologies)更通過使用環繞光檢測器的內部法拉第屏蔽進一步強化光電耦合器的CMR，這個屏蔽允許光傳輸通過并將其他電干擾導向接地。　　

 

　　由最簡單的型式來看，光電耦合器包含一個作為信號傳輸的LED和作為信號檢測的光傳感器，并于發射器和檢測器之間加入絕緣電壓介電材料，圖2的封裝X光圖顯示了基本的構成部件。

　　發射器和檢測器間的介電絕緣材料對于建立高電壓耐受能力非常重要，并由國際安全標準加以定義，原因是它的厚度和介電強度決定了光電耦合器的高電壓絕緣能力。

　　封裝的選擇也可以使隔離器更為可靠并符合較嚴格的安全標準，Avago的光電耦合器由于在輸入LED到光檢測器的絕緣穿透距離(DTI，Distance Through Insullation)上大于其他非光學隔離器件，因此具有較好的CMR性能，爬電距離和電氣間隙封裝規格也由安全標準定義并標注于產品數據表中，產品規格通常隨著特定封裝型式而在功能上有所不同。

　　如何測量靜態CMR?

　　圖3中的CMR測試電路顯示了典型波形，由隔離器輸入到輸出送入一個脈沖來模擬共模噪聲，并于輸出觀察可能發生的干擾，如果輸出維持在穩定狀態并且沒有發生任何短暫的邏輯電平變化，就代表通過測試。　　

 

　　輸入側的雙向開關使得輸出不管在邏輯高電平和低電平時都可以進行CMR測量。