电容隔离VS传统隔离优势明显，这份隔离电源产品“全家桶”实力演示

电子发烧友网报道（文/吴子鹏）隔离电源解决方案具有隔离、保护、电压转换、稳压、降噪等功能，非常适合大功率应用，包括工业控制系统、太阳能逆变器、新能源汽车充电设施等场景。  目前，隔离电源主要有三种方式，包括光耦隔离、磁隔离和电容隔离。相较而言，光耦隔离这种传统的物理隔离方式寿命短、供电电流大、尺寸大、数据传输率低、CMTI低、传输延迟长；磁隔离相较于光耦隔离有了一些改进，包括寿命长、供电电流低、尺寸小、数据传输率高、CMTI高、传输延迟低，但磁隔离的发射强且抗扰度低；而电容隔离不仅具有磁隔离的优势，同时还有低放射和抗扰度高的优点。  

电容隔离原理图，图源：MPS  MPS 隔离电源产品使用电容隔离，提供了具有高 CMTI 和高抗磁噪声能力的稳健型解决方案，同时可最大限度地降低供电电流。12月10日，在媒体发布会上，MPS DCDC产品线业务拓展经理殷亮和大家介绍了MPS基于电容隔离发布的一整套完整的隔离电源解决方案，包括：

• 隔离栅级驱动MP188xx系列产品；

• 数字信号隔离器MP276xx系列产品；

• 集成电源型数字信号隔离器MP278xx系列产品；

• 独立隔离电源模块 MID1W0505系列产品。

 

隔离栅级驱动器

 

根据殷亮的介绍，MPS隔离栅级驱动MP188xx系列共有三款产品，分别是MP(Q)18831/51/71。在特征参数方面，该系列隔离栅极驱动产品具有隔离电压高达5kV RMS，CMTI >100kV/µs，兼容TTL和CMOS输入，4A拉/灌峰值输出电流，50ns典型传输延迟等诸多优点。  其中有两项特征参数是值得格外强调的，一个是30V输出驱动电源，集成欠压锁定选项 (3V/5V/8V/10V/12V/15V)；另一个则是AECQ: 4A灌/8A拉峰值输出电流。  MP(Q)18831/51/71三款产品的配置非常灵活，MP(Q)18831为双路输入半桥驱动器，MP(Q)18851为双路独立驱动器，MP(Q)18871为PWM输入半桥驱动器，灵活的设计适合MOSFET、IGBT、SIC和GaN器件。  

三款隔离栅级驱动器原理电路，图源：MPS  

数字隔离器

 

和传统光耦隔离器相比，数字隔离器在性能、尺寸、成本、效率和集成度方面均有优势。MPS数字隔离器采用MPS专有的电容隔离技术，可支持5kVRMS绝缘电压、大于100kV/µs的 CMTI和高达150Mbps的数据传输速率。  在数字隔离器选择方面，信号传输类型是一个非常重要的特性，MP(Q)276xx系列数字隔离器为满足多样的信号传输场景而设计，包括RS485、RS422、UART、SPI等。  此外，这些2~6通道数字隔离器的产品特性还包括：

• 宽输入范围：2.5V-5.5V

• 高达 150Mbps 数字传输率，20Mbps可选

• 超低供电电流

• 高电磁抗扰能力

• >±100kV/μs 共模瞬态抗扰能力

• 5V 工作电压下，传输延迟为13ns

• 5kVrms 隔离能力，2.5kVrms 可选

• 可选通道方向

• 可选输出默认值

 下图是MP(Q)276xx系列数字隔离器的典型应用电路，用户可以借助这样的设计为可编程逻辑控制器 (PLC)、功率计、车载充电器和医疗电子设备提供隔离保护。  

MP(Q)276xx系列产品的典型电路，图源：MPS  

独立隔离电源模块

 

隔离 DC/DC 电源模块是指隔离电源是使用变压器将各种不同电压（如：220VAC，48VDC，24VDC，12VDC等）通过变压器将电压降到所需要的电压，然后作为负载供电使用。  殷亮指出，MPS 的隔离 DC/DC 电源模块为工程师提供了出色的隔离栅，可以轻松满足设计规范要求，减少电磁干扰并采用小型、薄型的标准封装，从而使应用变得更简单、更可靠。  通过下图能够看到，MPS的隔离DC/DC电源模块相较于传统的电源隔离模块竞品在隔离电压、负载调整率、磁场抗干扰等方面具有竞争优势，面向的主要应用包括工业自动化、PLC I/O 模块、电网保护继电器、隔离传感器电源、RS-485/CAN 隔离偏置电源。  

图源：MPS  下图是MPS展示的MID1W0505A隔离DC/DC电源模块在实际测试中的表现，包括纹波、负载的瞬态响应和负载调整率等。  

图源：MPS  

集成电源型数字信号隔离器

 

按照殷亮所说，MP(Q)276xx系列数字隔离器和MID1W0505A隔离DC/DC电源模块的融合便是MP(Q)278xx系列集成电源型型2~6通道数字隔离器。这种集成式的设计，可大幅节省 PCB空间并提高系统设计性能，非常适合工业自动化、电池管理系统（BMS）、电动汽车充电站以及任何需要可靠信号和电源隔离的应用。  目前，在MPS官网上面，MP(Q)278xx系列产品已经上线了5款产品，分别是MP(Q)27800/11/21/22/31，均属于预发布新品，产品的主要特性包括：

• 输入电压范围：4.5-5.5V

• 集成1W隔离电源

• 高达150Mbps数据传输率

• 高电磁抗扰能力

• >±100kV/μs 共模瞬态抗扰能力

• 3kVrms 隔离能力

• 可选通道方向

• 可选输出默认值

• 集成 SCP, OCP, OTP保护

 下图是MPS展示的关于MP(Q)278xx系列产品的典型电路。  

图源：MPS  除了上述几款围绕电容隔离技术打造的完整的隔离电源解决方案“套装”，MPS还展示了一款大功率解决方案演示板，如下图所示。  

图源：MPS  这款AC/DC 演示板功率可达3 kW，功率密度为2.14W/cm 3，效率为96%，尺寸为1U，宽输入范围为95-265 V AC，输出电压为48V，给电动车电桩、不间断电源、储能装置等方案设计以参考。