在工业自动化应用中可连接多个系统，这样做有很多好处，但是当这些系统之间存在高压差时，设计人员就需要管理电压不一致问题，其中包括系统接地的较大压差。

解决这些模拟和数字电流隔离挑战的硬件技术包括光学、磁性和电容隔离栅。电流隔离是通过防止电压和接地之间产生电流来分隔电路的行为。

在存在电流隔离情况下，没有直接的传导路径。此类型电路的好处在于，可通过使用光场、磁场或电场，利用电流隔离栅交换模拟或数字信息，而不会在过程中相互干扰或破坏。

为了解决这些问题，可供选择的技术包括光学（LED，光电二极管）、电气（电容器）或磁性（电感器）解决方案。

光耦合需要一个LED和光电二极管。电感耦合需要两个由隔离器隔开的绕组。电容耦合需要两个由隔离器隔开的导体。

光电隔离：

在多路数字输入和数字输出接口我们经常使用光电隔离，典型应用电路如下图：

光耦合器包含一个发射器 (LED) 和一个光电二极管（接收器），光隔离的优势是不受电场和磁场的影响。但是，光耦一般传输速率较低，并且具有较高的功耗，同时LED在其使用寿命内会老化，由于发光二极管的物理尺寸限制，光耦隔离器的尺寸难以减少。

电感隔离：

电感隔离采用两个上下堆叠的线圈，线圈之间通过介电材料隔离开来。施加交流信号后会产生一个磁场，进而在次级线圈中产生一个电场。电感隔离非常有效，但是磁耦的功耗会随着数据速率增加而增加，它也容易受到磁场的影响。

电容隔离：

电容隔离元件的构造包括紧密相邻的两块电容板，两板之间夹有电介质。二氧化硅 (SiO2) 材料可植入电容板之间，以产生这种隔离能力。

电容隔离最适合于小空间应用。不受磁场噪声的影响，电容式数字设备消耗的功率较低，同时提供高数据速率和低传播延迟。

光耦、磁耦、电容式隔离技术的特性.pdf