Перейти к содержанию

Ёмкость изоляции (CIO)

Изолирующий барьер не пропускает постоянный ток, но две стороны изолятора всё равно образуют конденсатор. Его ёмкость указывают в даташите как CIO. Она маленькая — единицы пикофарад, — но именно через неё быстрые синфазные скачки напряжения проходят на другую сторону.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

Ёмкость изоляции (isolation capacitance, CIO) — полная ёмкость между двумя сторонами изолирующего барьера. По определению TI её измеряют, соединив вместе все выводы первой стороны и все выводы второй, так что изолятор превращается в двухвыводной прибор (SLLA353). Так же определяют и сопротивление изоляции RIO.

Значения в даташитах

КомпонентCIOУсловия
Цифровой изолятор ISO7741≅ 1 пФсинус 0,4 В, 1 МГц (SLLSEP4K, табл. 5.6)
Изолированный трансивер RS-485 ISO30822 пФсинус 0,4 В, 1 МГц (SLOS581J)

Для сравнения: сопротивление изоляции ISO7741 больше 10¹² Ом при 500 В и 25 °C — по постоянному току барьер практически не проводит. А по переменному току стороны связаны через единицы пикофарад.

Почему это важно

Ёмкость барьера — путь для синфазной помехи. Когда потенциал одной земли резко меняется относительно другой (например, ключ в силовой части переключает сотни вольт), через ёмкость течёт ток (наш расчёт по формуле ёмкости):

i=CIO dUdt.i = C_{IO}\,\frac{dU}{dt}.

При CIO = 1 пФ и скорости 100 кВ/мкс это 10⁻¹² · 10¹¹ = 0,1 А в течение фронта. Изолятор должен пропустить такой ток через свои цепи, не исказив передаваемый сигнал, — это свойство описывает стойкость к синфазным помехам (CMTI), у ISO7741 ±100 кВ/мкс типично. Чем меньше ёмкость изоляции, тем меньше ток помехи при том же dU/dt (наш вывод).

Ёмкость барьера складывается с ёмкостями изолированного источника питания: если питание изолированной стороны идёт через изолированный DC-DC-преобразователь, его межобмоточная ёмкость тоже соединяет земли (наш комментарий).

Не путать

Как ёмкость барьера и CMTI учитывают при выборе изолятора, разбирает статья «Гальваническая развязка».

Частые вопросы

Что такое CIO в даташите изолятора?

Ёмкость между двумя сторонами барьера: все выводы одной стороны соединяют вместе, все выводы другой — тоже, и измеряют ёмкость между ними (TI SLLA353). У ISO7741 она около 1 пФ на частоте 1 МГц (SLLSEP4K, табл. 5.6).

Почему маленькая ёмкость изоляции лучше?

Через неё синфазный скачок напряжения между землями проталкивает ток i = C·dU/dt. При 1 пФ и скорости 100 кВ/мкс это 0,1 А в импульсе, при 2 пФ — вдвое больше (наш расчёт). Этот ток должна выдержать схема по обе стороны барьера, не исказив данные.

Ёмкость изоляции и сопротивление изоляции — одно и то же?

Нет. Обе меряют между соединёнными выводами двух сторон (SLLA353), но сопротивление RIO говорит об утечке постоянного тока — у ISO7741 больше 10¹² Ом при 500 В и 25 °C, — а ёмкость CIO определяет связь по переменному току и для быстрых фронтов.

Источники

  1. Texas Instruments. Isolation Glossary (SLLA353A, October 2014, revised September 2017) — с. 3: ёмкость изоляции CIO — полная ёмкость между соединёнными вместе выводами первой стороны барьера и соединёнными вместе выводами второй стороны, образующими двухвыводной прибор; сопротивление изоляции RIO определяется так же
  2. Texas Instruments. ISO774x Reinforced and Basic Quad-Channel Digital Isolators (SLLSEP4K, revised August 2026) — табл. 5.6: CIO ≅ 1 пФ при VIO = 0,4·sin(2πft), f = 1 МГц, все выводы каждой стороны соединены (сноска 6); RIO > 10¹² Ом при 500 В и 25 °C, > 10¹¹ Ом при 100–125 °C
  3. Texas Instruments. ISO308x Isolated 5-V Full- and Half-Duplex RS-485 Transceivers (SLOS581J, revised August 2023) — таблица изоляции: CIO 2 пФ; CMTI 25 кВ/мкс мин., 50 кВ/мкс тип.

Нашли ошибку?

Смотрите также