隨著工業自動化、汽車電動化以及建築自動化等趨勢發展,其應用所需的電力也不斷提升,如何在不增加封裝與系統尺寸的情況下,提供更高的電壓,並確保系統的穩健性與可靠性,也成為產業關注的議題。為此,相關廠商也紛紛推出電容隔離解決方案,盼能藉之提升工業與車用系統的安全性。
隨著工業自動化、汽車電動化以及建築自動化等趨勢發展,其應用所需的電力也不斷提升,如何在不增加封裝與系統尺寸的情況下,提供更高的電壓,並確保系統的穩健性與可靠性,也成為產業關注的議題。為此,相關廠商也紛紛推出電容隔離解決方案,盼能藉之提升工業與車用系統的安全性。
德州儀器(TI)隔離系列產品市場經理Neel Seshan表示,隨著工業邁向自動化,工廠開始導入越來越多的機器電控設備,用電量提升的情況下,對於高電壓系統的需求亦隨之增加。在這股發展趨勢下,電容隔離技術在高壓電路系統中扮演的角色也越顯重要。然而,工業與汽車應用中設備常在惡劣的環境中運作,且對於尺寸的要求嚴格,也使得系統的穩健性、可靠性以及封裝尺寸,成為電容隔離器在設計上所要克服的挑戰。
設置電容隔離系統最主要的原因是要避免系統內不同區域的直流電源(DC)與交流電源(AC)發生非必要性的接近,同時確保系統能在這兩區域間實現數據與功率傳輸。如此,即可避免低壓電路受到高壓影響、處理通訊子系統間的接地電位差異,並改善雜訊抑制能力,也能確保操作人員與工廠環境的安全。而除了工業自動化與電動車應用,舉凡電網基礎設施、馬達驅動、建築自動化以及工業傳輸等需要高電壓系統的應用,對於電容隔離系統的需求皆不斷提升。
談到電容隔離器夾層電介質的材料,Seshan進一步說明,溫度與濕度會影響供電系統的效能,而相較於市面上其他常見的材料,二氧化矽(SiO2)可承受的壓差更大,且溫度飄移較小、不易吸收濕氣。因此,以二氧化矽作為電容隔離系統的材料,可在對溫濕度敏感的應用中,提供更高的電介質強度,以延長系統的壽命,並減少設備停機時間,協助業者降低營運成本。
因應上述趨勢,德州儀器也投入二氧化矽電容隔離技術的開發,於日前推出兩款新型隔離控制器區域網路(CAN)靈活資料速率(FD)收發器。據悉,這兩項產品整合了匯流排故障保護、共模瞬間抑制能力(CMTI)與低電磁放射等特性,使其可因應更高的工作電壓,提供比傳統CAN標準更快的通訊速度,並將尺寸縮小35%,協助業者在提高工業應用以及混合動力汽車與純電動車通訊輸送量的同時,有效保護電路系統。