干货 | 数字隔离器、隔离式数字输入模块之间有何异同?

虽然隔离式数字输入模块和数字隔离器听起来很相似，但实际上它们之间却存在着明显的差异。阅读本博文后，希望您能够轻松分辨出两个隔离模块之间的区别。

内部结构

数字隔离器充当隔离数字信号路径的基本（或通常是增强）功能。来自德州仪器（TI）的数字隔离器采用的是电容性隔离结构，其绝缘屏障由两个采用互补CMOS工艺构建的高压电容器组成。高频载波通过隔离栅在初级侧与次级侧间进行通信，TI的数字隔离器能够承受高达12.8 kV的浪涌电压和1.5 kV的工作电压，而不会破坏双电容屏障。数字隔离器的一个关键功能是提供基本或增强型隔离。

图1：数字隔离器

隔离式数字输入模块的基本功能是，将传感器或其他类型的输入与主机控制器接口的逻辑输出电流进行隔离。与数字隔离器不同，隔离式数字输入模块的输入级（如图2所示）包括用户设置输入阈值和集成电流限制，允许9V至60V范围内的输入电压转换为逻辑输出。最简单的隔离形式是将隔离式数字输入模块用作隔离比较器，并能增添一些易于设计的附加功能。

图2：隔离式数字输入模块

使用差异

数字隔离器通常用于信号路径中的模数转换器（ADC）或数据采集转换器与主机控制器或微控制器（MCU）之间。数字隔离器也常见于给定系统的电源隔离电路中。

隔离式数字输入模块专门设计用于数字输入接收器，适用于可编程逻辑控制（PLC）、电机控制和电网应用，以用作现场侧输入和主机控制器之间的接口。隔离式数字输入模块面向现场侧输入，可轻松配置为拉电流和灌电流输入。集成电流限值可在较高输入电压环境下最大限度地降低输入的热分布，并通过简易外部电阻设置，以符合国际电工委员会（IEC）61131-2的I、II或III类特性标准。附加电阻可设置输入电压阈值；使用在线计算器可轻松选择电阻。

电源差异

数字隔离器需要初级和次级侧电源。在图3中，隔离电源为ADC以及连接ADC的数字隔离器的“现场侧”供电。

图3：ISO7741隔离MCU和ADC通信

隔离式数字输入模块仅需要次级侧电源。在ISO1211（图4）和ISO1212隔离式数字输入模块中，现场侧由输入供电，因此无需现场侧电源。与其他分立解决方案相比，此方案更便于前端设计。

图4：ISO1211配置为PLC数字输入模块

新型隔离式数字输入模块是TI诸多创新方式中的一个示例。