超低功耗隔离技术：新进展与应用探索

"本文主要探讨了超低功耗应用中高速隔离技术的最新进展，以及如何在保证安全性的同时，克服传统隔离技术带来的速度限制和高能耗问题。文章介绍了从光耦合器到数字隔离器的技术演变，特别是新型非光学耦合技术如感性耦合、芯片级变压器、GMR材料和差分容性耦合技术，它们带来了更高的通信速率和更低的功耗。然而，尽管这些新技术具有潜力，但在现有通信标准下，其高速率优势并未得到充分利用。文章还强调了数字隔离器在低功耗、低电源电压和高集成度方面的优势，并指出为了进入新的应用领域，隔离器需要进一步降低功耗。最后，文中对比了不同隔离技术的性能，特别是编码和解码方案对功耗的影响，指出持续能量传输的电平编码系统在效率上的不足。" 本文深入剖析了电子设备隔离的重要性，尤其是在超低功耗应用中的挑战。传统的隔离手段如光耦合器虽然能够确保安全，但存在速度慢、能耗高和占用空间大等问题。随着技术的进步，新型隔离器如数字隔离器开始采用感性耦合、芯片级变压器等技术，实现了速度和功耗的双重优化。这些创新技术不仅提升了通信速率，降低了功耗，还简化了数字功能的集成。 然而，尽管这些技术取得了一定的进步，现有的通信标准并未充分利用这些高速率能力，导致隔离器的潜能未能完全释放。此外，为了适应更为苛刻的应用需求，例如物联网(IoT)和远程传感器网络，隔离器需要进一步降低功耗，达到2至3个数量级的降低。 文中还分析了不同的编码策略对功耗的影响，如基于边沿编码脉冲和电平编码系统的差异。电平编码系统在维持高电平输出时需要持续的能量传输，这在效率上不如利用脉冲或直接电场/磁场传输能量的方式。 超低功耗高速隔离技术是当前电子设计领域的一个重要研究方向，它涉及到电力电子、通信技术和半导体工艺的交叉，对提升设备效率、延长电池寿命和拓展新应用领域具有重大意义。随着技术的不断发展，可以预见未来会有更多高效、低功耗的隔离解决方案出现，推动电子设备向着更智能、更绿色的方向发展。