工業(yè)自動化發(fā)展熱潮正不斷升溫，尤其是在可確保設(shè)備安全性和可靠性的隔離設(shè)計方面上更是涌現(xiàn)了巨量的設(shè)計需求，引來可觀的商機。
工業(yè)自動化四大技術(shù)挑戰(zhàn)
為了協(xié)助業(yè)界人士加速實現(xiàn)相關(guān)解決方案，本文除針對工業(yè)自動化目標市場的隔離應用，專注于可編程邏輯控制器（PLC）和工廠自動化的發(fā)展進行詳細的市場與技術(shù)分析外，也詳細說明了新型互補式金屬氧化物半導體（CMOS）數(shù)字隔離器相較于傳統(tǒng)光耦合隔離方案對工業(yè)自動化應用所帶來的顯著優(yōu)勢。
工業(yè)自動化的發(fā)展道路上，所包含的許多技術(shù)挑戰(zhàn)包括：
第一：設(shè)備安全無法妥協(xié)
． 安全功能至關(guān)重要。
． 產(chǎn)品在高應力下性能必須穩(wěn)定。
第二：高噪聲環(huán)境中的正常工作
． 工廠外部電／磁場的抗干擾性高。
． 高電壓瞬變噪聲的抗干擾能力強。
第三：產(chǎn)品使用壽命長
． 整個溫度范圍，不同VDD電壓，以及長期使用時，關(guān)鍵參數(shù)必須穩(wěn)定。
． 在高應力下產(chǎn)品使用壽命長。
第四：高性能
． 產(chǎn)品性能必須世界頂尖。
． 低延遲和低延遲偏差以確保高效率和吞吐量。
基于上述的技術(shù)挑戰(zhàn)，適用于工業(yè)自動化的高性能隔離產(chǎn)品也必須是高安全，高抗干擾性與長壽命。 工廠存在很多高壓設(shè)備，透過隔離方案不僅能保護電子系統(tǒng)和人員，也能抑制噪聲以確保設(shè)備的可靠度和穩(wěn)定性。 隨著工業(yè)自動化應用對相關(guān)設(shè)備的性能要求提升，內(nèi)建隔離技術(shù)也開始發(fā)生轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)的隔離使用光耦合技術(shù)，由于先天的特性逐漸難以滿足工業(yè)自動化設(shè)計需求，包括可靠性較差、時序特性不佳、無余裕的共模瞬態(tài)噪聲免疫（CMTI）、能源效率低等，使業(yè)界開始將目光移至新型的CMOS電容耦合數(shù)字隔離器方案。
使用差分電容耦合技術(shù) CMOS數(shù)字隔離器展高效
CMOS數(shù)字隔離器采用開關(guān)鍵控調(diào)制技術(shù)的CMOS設(shè)計，并使用差分電容耦合，可以達成高可靠度和穩(wěn)定性，不會隨溫度、工作電壓和產(chǎn)品壽命而改變，另外還具備卓越的時序特性，包括低傳輸延時、低傳輸延遲偏差等。 更重要的是，CMOS數(shù)字隔離器具有高共模瞬態(tài)噪聲免疫（CMTI），而且相對于光耦，只需要較小的功率，因此可以降低總體系統(tǒng)功耗。 圖1及圖2為傳統(tǒng)光耦和CMOS數(shù)字隔離方案的比較。
圖1 傳統(tǒng)光耦隔離方案特性
圖2 新型CMOS數(shù)字隔離方案特性
