數位隔離技術:將安全性和資料完整性貫穿始終

作者 : Jen Lloyd,ADI 精密技術與平台副總裁

隨著高性能和敏感型電子系統應用日益增加,每次設計時都必須考慮數位隔離(digital isolation)。數位隔離技術提供一個電氣屏障,保護資料免受破壞性的電磁干擾(EMI)影響,並在高壓與人員、設備和資料之間形成安全邊界...

在電氣化和數位化程度日益提升的今日,保護人員、貴重資產和關鍵資料免受高壓和其他干擾影響,比以往任何時候都更加重要,而數位隔離技術可以解決這一挑戰。隨著工廠自動化、電動車和先進的數位醫療設備快速升級,值得信賴的安全性和資料完整性變得非常重要。

隨著高性能和敏感型電子系統應用日益增加,每次設計時都必須考慮數位隔離(digital isolation)。數位隔離技術提供一個電氣屏障,保護資料免受破壞性的電磁干擾(EMI)影響,並在高壓與人員、設備和資料之間形成安全邊界。許多應用都需要採用這種隔離技術,包括醫療裝置、電動車和工業設備。這種隔離邊界讓工程師可以放心的開展設計,知道應用能夠滿足功能性和安全性目標。

數位隔離技術是每次設計都必須包含的必要元素。

數位隔離技術可保護:

Icon of person in an m.r.i. machine Icon of three wind turbines on a platform with trees Icon of various data servers connected in a blockchain
人員 資產 數據
無論是與工業機器人協作,為電動車充電,還是進行CAT掃描,電子設計人員和技術終端使用者都能保持人身安全。 保護貴重設備免受電湧和惡劣環境條件影響。 在裝置之間傳輸數據時,保持數據完整且不受損壞,在惡劣的工業環境下尤其如此。

 

Worker and robot are protected by digital isolation

數位隔離技術提供電氣屏障,保護數據免受破壞性的EMI影響,並在高壓與人員、資產和數據之間形成安全邊界。

值得信賴的患者資料助力實現高品質的醫療診斷

Technician reviews patient’s m.r.i. brain scan results

從醫療器械到生命徵象監測再到除顫裝置,數位醫療技術正呈指數發展。隨著發展,測量變得更加精密,同時也需要採用數位隔離技術來保護這些測量和進行測量的人員免受高壓和電磁干擾影響。在不受高壓和電磁干擾影響的情況下妥善傳輸這些測量結果可以讓資料保持更高的完整性。更高品質的資料可以帶來更準確的診斷、更卓越的洞察,最終轉化為更佳的治療效果。

數位隔離技術提供很高的抗射頻(RF)擾能力,確保醫療系統中使用的這些關鍵醫療資料能夠準確反映患者的健康狀況。

電子醫療裝置易受靜電放電(ESD)影響,導致裝置不可靠,在某些情況下變得不安全。

該技術在確保醫療資料為醫生提供準確洞察方面發揮著重要作用。它可以協助醫生「首先不傷害」患者,讓技術人員能夠安全操作高壓診斷系統。

在未來,千兆(gigabit;GB)級的隔離將支援實現更高的影像品質和更快的測試時間。它將為患者提供侵擾程度更低的測試,以及更彈性的測試地點/系統設計選擇,從而實現更高品質的診斷。

為挑戰環境按時提供準確的資料

Worker standing next to industrial robots welding

現代化工廠已透過數位化轉型實現變革,利用全廠範圍內的準確資料來推動做出更加明智的決策,從而提高自動化、彈性和客製化程度來滿足新的需求。製造商需要全面掌握這些昂貴生產線的健康狀況。為了確保實現穩定、可靠、長久的運行壽命,用來計畫停機和進行預測性維護的機器健康資料的完整性非常重要。

這種業務關鍵型資料必須完好無損地到達其目的地。數位隔離技術是這類系統的關鍵組成部份,能夠帶來卓越的抗干擾度,確保資料通訊可靠穩定,從而實現準確、可靠的系統運行和較長的執行時間。

先進的Gigabit隔離支援在類比前端和處理節點之間更快地分配更大量資料,增強了在惡劣工業環境下的抗干擾能力。

ESD每年對電子產業造成的損失:

50億美元

此外,數位隔離技術可以確保這些工業環境下的人員安全。技術進步讓機器人和協作機器人能與人員一起在廠區內工作,但這些機器很多都需要採用先進的隔離技術,以確保周圍人員的安全。這些設備採用非常先進的感測解決方案來可靠地發送和接收資料,所以,機器人/協作機器人會按照可預測的方式移動,讓周圍的工人保持高度安全。

協助打造安全、永續且潔淨的未來

Electric car charging next to wind turbines

隨著全球對電氣化的依賴程度越來越高,風能和太陽能等可再生能源的部署速度隨之加快且不斷創新以提升性能。這些可再生能源不斷與新推出的儲能和電池技術融合,消除了太陽能和風能所面臨的日/夜變化或風力時有時無的挑戰。隨著太陽能光伏(PV)發電中使用的反相器功率密度不斷增加,以及對儲能平衡的需求,這一代太陽能發電要求對這類系統的所有元件進行密集監控。隔離技術提供安全、可靠且耐久的解決方案,用於實現通訊介面和功率轉換控制。

將隔離技術嵌入閘極驅動器技術——由新型寬能隙材料推動,包括碳化矽(SiC)和氮化鎵(GaN),是可再生能源應用和相關電池儲能應用實現功率轉換的關鍵建構模組。要利用這些間歇性能源為我們的家庭供電,以及能更快速為電動車充電,同時延長充電的間隔時間,電池儲能技術是關鍵所在。

電動車電池的平均工作電壓

400-800 V

基本形式的數位隔離技術在我們使用電動車時保護我們的人身安全,讓我們在為減少有害氣體排放而感到開心的同時,確保我們能夠安全駕駛電動車並為它們充電。

如今,我們的電氣化和自動化數位未來比以往任何時候都更需要更層級的安全性和資料完整性,以保護作為其核心的日益複雜且敏感的電子產品。數位隔離技術保護人員和資產免受高壓影響,並保護關鍵資料免受破壞性電子干擾影響。

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