数字隔离技术深入解析 从原理到实践

本书具体介绍数字隔离器的背景及技术原理，并通过对不同的隔离信道、信号调制架构、产品形态等方面分别进行介绍，来对光耦、磁耦、容耦、巨磁阻耦等几种市场上现有的主流类型的数字隔离器产品进行说明。此外，本书还介绍了以数字隔离器技术为基础的周边隔离器件，隔离电源及隔离型运放、隔离型总线接口、隔离型栅极驱动器等不同类型的隔离型功能器件。最后，本书介绍了隔离集成电路的应用注意事项。

张峰，博士，中国科学院自动化研究所正高级工程师，微电子与系统技术团队负责人，北京中科格励微科技有限公司创始人，专注于数字隔离器、人工智能处理器领域研究，在数字隔离器、人工智能处理器领域有深厚的技术积累，作为负责人主持多项国家级科研项目，发表论文十余篇，授权发明专利二十余项。

第1章　数字隔离器的背景 1
1.1　数字隔离器背景介绍 2
1.2　数字隔离器技术原理 4
第2章　隔离信道简介 8
2.1　光隔离 9
2.1.1　光隔离原理 9
2.1.2　电致发光原理 10
2.1.3　光电效应原理 13
2.1.4　光耦的工作原理 15
2.1.5　光耦的光衰现象 16
2.1.6　光耦的优缺点 18
2.2　电容隔离 19
2.2.1　电容的基本原理 19
2.2.2　片上高压电容结构 21
2.2.3　电容数字隔离器工作原理 22
2.2.4　电容数字隔离器的优缺点 24
2.3　电磁隔离 25
2.3.1　变压器的基本原理 25
2.3.2　片上高压变压器结构 26
2.3.3　电磁数字隔离器原理 28
2.3.4　电磁数字隔离器的优点 30
2.4　巨磁阻隔离 30
2.4.1　巨磁阻的基本原理 30
2.4.2　巨磁阻数字隔离器工作原理 31
2.4.3　巨磁阻数字隔离器的优缺点 33
2.5　共模瞬态噪声抑制原理 34
2.6　小结 36
第3章　信号调制架构 38
3.1　编码/调制方式概述 39
3.2　边沿编码架构 41
3.2.1　脉冲极性编码 42
3.2.2　脉冲计数编码 43
3.2.3　脉冲宽度编码 44
3.2.4　刷新电路 45
3.3　OOK调制架构 48
3.4　通道复用 50
3.5　小结 51
第4章　产品形态 52
4.1　光耦 54
4.1.1　光耦分类 54
4.1.2　数字光耦 54
4.1.3　线性光耦 56
4.1.4　小结 58
4.2　电容数字隔离器 59
4.2.1　电容隔离与边沿编码 59
4.2.2　电容隔离与OOK调制 61
4.3　电磁数字隔离器 64
4.3.1　电磁隔离与边沿编码 64
4.3.2　电磁隔离与OOK调制 68
4.4　巨磁阻数字隔离器 70
4.5　小结 72
参考文献 73
第5章　单片隔离电源 75
5.1　单片隔离电源原理 76
5.2　单片隔离电源的功率传输回路 80
5.2.1　驱动电路 80
5.2.2　功率变压器 84
5.2.3　整流电路 87
5.3　反馈控制电路 87
5.4　典型产品 89
5.4.1　ADuM6400 89
5.4.2　GLp5028 90
5.5　小结 91
参考文献 92
第6章　隔离型功能器件 93
6.1　隔离型模拟采样器件 94
6.1.1　隔离型模拟采样器件的分类 95
6.1.2　隔离型模拟采样器件典型产品 97
6.2　隔离型总线接口 100
6.2.1　RS485/422隔离总线收发器 101
6.2.2　RS232隔离总线收发器 103
6.2.3　CAN/CAN FD隔离总线收发器 104
6.2.4　I2C隔离总线收发器 107
6.2.5　LVDS隔离总线收发器 109
6.2.6　隔离总线收发器小结 110
6.3　隔离型栅极驱动器 111
6.3.1　单通道隔离型栅极驱动器 112
6.3.2　半桥隔离栅极驱动器 114
6.3.3　隔离栅极驱动器小结 116
6.4　本章小结 117
第7章　隔离型集成电路应用注意事项 118
7.1　隔离型集成电路封装注意事项 119
7.2　数字隔离器注意事项 121
7.3　隔离电源注意事项 128
7.4　隔离型模拟采样器件注意事项 131
展望 134
后记 136