RS-232的高電壓隔離

隔離電壓，也稱(chēng)為放電電壓或者擊穿電壓，是指相互隔離的雙方加上一個(gè)電壓差，當(dāng)這個(gè)電壓差大到某個(gè)數(shù)值時(shí)，隔離的雙方會(huì)產(chǎn)生放電或者擊穿而不再隔離。

在均勻電場(chǎng)，氣壓為1個(gè)大氣壓、溫度為20℃的條件下，空氣擊穿電壓與極間距離關(guān)系圖。距離越大，則隔離電壓越大，基本上是成正比例關(guān)系，大約為30kV/cm。圖中可查出，1cm的擊穿電壓為30kV，5cm的擊穿電壓為150kV。

RS-232是常用的串行通信接口。相互通信的兩臺(tái)RS-232設(shè)備之間有時(shí)需要隔離RS-232口好處在于：1、地電位的隔離，兩臺(tái)RS-232設(shè)備可能使用不同的供電電源，這個(gè)電源的GND與RS-232的GND一般情況下（不隔離）就是一樣的。如果這兩臺(tái)機(jī)器的RS-232口直接連接，那么就相當(dāng)于將兩臺(tái)機(jī)器的電源的GND也接到了一起，如果這兩個(gè)電源的GND地電位本身就有電位差，那么就會(huì)導(dǎo)致RS-232接口的損壞甚至燒毀機(jī)器。2、光電隔離或者磁電隔離本身相當(dāng)于是一個(gè)濾波器所以可以過(guò)濾掉高頻的RS-232干擾信號(hào)，增加RS-232的抗干擾能力。

目前RS-232串口的電氣隔離均采用光電耦合器或者磁電耦合器。由于光電耦合器或者磁電耦合器均是一個(gè)集成電路，而集成電路內(nèi)部空間小，所以隔離電壓低。我們常用的光電耦合器，采用的是標(biāo)準(zhǔn)DIP6或者DIP8封裝，整個(gè)外形尺寸不到8×8mm，內(nèi)部硅片的尺寸更加小，隔離電壓最高只能到2500V。磁電耦合器也是一片集成電路，指標(biāo)號(hào)稱(chēng)6000V隔離電壓，但是實(shí)際隔離電壓不見(jiàn)得比光電耦合器強(qiáng)。如果想增加隔離電壓，就不能夠使用光電耦合器或者磁電耦合器。波仕電子的工程師們?yōu)榱颂岣逺S-232的隔離電壓，曾經(jīng)嘗試過(guò)使用光纖或者無(wú)線(xiàn)射頻。串口光纖轉(zhuǎn)換器成本過(guò)高，而且還必須用光纖有線(xiàn)連接，使用也不夠方便。無(wú)線(xiàn)串口轉(zhuǎn)換器有射頻干擾問(wèn)題，在工業(yè)應(yīng)用下可靠性不夠高。

RS-232的高電壓隔離器還必須一個(gè)重要的指標(biāo)：無(wú)源。在波仕電子對(duì)BS232系列產(chǎn)品進(jìn)行高壓擊穿測(cè)試時(shí)，如果使用有源的隔離器經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)供電電源的變壓器自身隔離電壓太低（1KV）而先被擊穿的事件。波仕電子對(duì)產(chǎn)品的改進(jìn)方案為：1、有源的高速RS-232隔離器使用了RS-232/5V電源/RS-232的三向隔離方案，就是說(shuō)供電電源與兩邊的RS-232均隔離，并且使用獨(dú)立電源供電。2、使用無(wú)源RS-232隔離器，特別是帶空間隔離技術(shù)的隔離器。

波仕電子的BS232K型RS-232空間隔離器是一種全新的RS-232隔離器，不用光電耦合器、也不用磁電耦合器，而是從空間上將兩個(gè)RS-232口之間隔開(kāi)1cm以上。在這1cm空間中分為上下兩層，傳播是激光的偏振光，實(shí)際上在這個(gè)空間內(nèi)什么物質(zhì)也沒(méi)有，除了空氣。距離越大，則隔離電壓越大，基本上是成正比例關(guān)系，大約為30kV/cm，所以BS232K可以實(shí)現(xiàn)RS-232串行口的30KV電壓隔離、而且無(wú)需供電。

BS232K型的外形為DB-9(孔)/DB-9(針)轉(zhuǎn)接盒大小，可以從可選的茶色外殼中看到相互隔離的RS-232之間有1cm的隔離空間。波仕還可以提供定做5cm隔離空間、隔離150KV的RS-232無(wú)源空間隔離器。

如果將BS232K型RS-232空間隔離器的孔座一端直接插在PC機(jī)等數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）的RS-232插座（針座）上，則BS232K型的另外一端（針座）相當(dāng)于一個(gè)新的電氣隔離的RS-232口。如果將BS232K型RS-232空間隔離器的針座一端直接插在MODEM等數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）的RS-232插座（孔座）上，則BS232K型的另外一端（孔座）相當(dāng)于一個(gè)新的電氣隔離的RS-232口。注意：BS232K型只隔離并且只傳送RS-232的收、發(fā)、地。