电磁隔离技术与控制需求同步发展

电子系统设计中存在两种不同的趋势，二者均支持电机的电子系统。一方面是向千伏级别发展的发电和电气分配子系统。另一方面是高速MCU，能够实现先进算法以优化系统性能，并在接近1V的电压下运行。

在汽车、工业和绿色能源领域的各种系统中，设计人员正在寻求利用宽带隙晶体管技术。这种技术不仅能够支持更高频率的操作，还能够支持更高电压的作业。高频操作使得电路密度得以提高，但传统的体硅工艺技术由于开关损耗的限制而难以实现。相比之下，宽带隙器件则不会遭受相同的损耗影响。

宽带隙技术也更加稳健，能够处理比许多硅器件更高的供电电压。这意味着能够以较低成本实现高功率密度。由此可以制造更小的变频器，并且在汽车系统中，充电器可以跨多个电芯传递更多能量来支持快速充电协议。

更高频率的运行意味着使用控制算法生成脉冲宽度调制（PWM）信号，可快速响应传感器信号，并确保功率晶体管开关操作正确同步。此外，更复杂的控制算法还可优化电机和变频器的性能以提高效率。

低电压器件及其周围的支持器件需要受到保护，以防止来自高电压的浪涌和尖峰。如果系统的不同部分之间没有隔离，电气噪声和尖峰可能会从高电压子系统传播到低电压电路。在同一块PCB板上或在同一系统内存在高电压和高电流电路的话可能会导致许多问题，包括瞬态问题，如数据损坏、安全隐患以及对这些设备内部电路的永久性损坏。

高电流尖峰可能会损坏半导体元件，并可能导致闩锁条件，从而导致系统整体故障。如果在设计时未考虑组件承受这些应力的能力，那么由此产生的热量可能引起火灾。这些尖峰可能导致绝缘破坏，从而使I/O线缆携带危险电压和电流水平，这可能使操作人员和用户面临电击风险。即使在相对较低的电流水平下，反复受到电压浪涌也可能导致隔离屏障材料的逐渐破坏，从而降低系统的可靠性。

此外，电气噪声也可能成为问题。此类噪声会干扰敏感混合信号组件的输入，例如模数转换器，导致错误读数。更强的脉冲可能会导致从存储器和其他数字外围设备传输到主处理器时发生位翻转。