隔離放大器（Isolation Amplifier）是一種特殊的電子放大器，其核心功能是在輸入和輸出電路之間提供電氣隔離，防止高電壓、噪聲或地線環路干擾信號傳輸。它廣泛應用于工業控制、醫療設備、電力系統等需要安全隔離的場合。

核心特點

1. 電氣隔離：

• 輸入與輸出之間無直接的電氣連接，隔離電壓通常可達數百伏至數千伏（如1kV~10kV）。

• 隔離介質常見為光耦（光電）、變壓器（磁電）或電容耦合。

2. 抑制噪聲：

• 阻斷地線環路引起的共模噪聲，提高信號完整性。

• 適用于高電磁干擾（EMI）環境。

3. 安全保護：

• 防止高壓竄入低壓電路，保護人員和設備安全（如醫療設備的患者隔離）。

4. 信號調理：

• 部分隔離放大器集成放大、濾波、線性化功能，可直接處理微弱信號（如傳感器輸出）。

主要類型

1. 光電隔離放大器：

• 通過光耦合器（如LED+光電二極管）傳輸信號，響應速度快，但線性度較低。

• 示例型號：TI ISO124、Avago HCNR201。

2. 變壓器耦合隔離放大器：

• 利用變壓器隔離，高頻信號調制/解調，線性度高，但帶寬受限。

• 示例型號：ADI AD202、AD210。

3. 電容耦合隔離放大器：

• 通過高頻載波跨電容屏障傳輸信號，集成度高，適合IC設計。

• 示例型號：TI ISO122、ADI ADuM3190。

關鍵參數

• 隔離電壓：輸入/輸出間能承受的最高電壓（如5kV RMS）。

• 共模抑制比（CMRR）：抑制共模干擾的能力（典型值80dB~120dB）。

• 帶寬：信號傳輸的有效頻率范圍（如50kHz~1MHz）。

• 非線性度：輸出信號與理想響應的偏差（如±0.1%）。

典型應用場景

1. 工業自動化：

• PLC系統中隔離傳感器信號（熱電偶、RTD）、電機驅動反饋。

2. 醫療設備：

• 心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）等生物電信號采集，確保患者安全。

3. 電力監控：

• 電流/電壓傳感器（如霍爾傳感器）的隔離放大，用于變頻器或智能電表。

4. 通信系統：

• 隔離RS-485、CAN總線接口，防止地電位差導致通信錯誤。