教大家如何選擇數(shù)字隔離器

隨著數(shù)字隔離器在工業(yè)和汽車應(yīng)用中的日益普及，設(shè)計人員會面對眾多的可用選件，如何為系統(tǒng)選擇合適的設(shè)備？面對這些挑戰(zhàn)，大多數(shù)數(shù)字隔離器在設(shè)計時都考慮了特定的系統(tǒng)要求和應(yīng)用，使得設(shè)計人員必須對不計其數(shù)的規(guī)格和功能進行分類，確保他們選擇的設(shè)備能夠滿足系統(tǒng)要求。選擇錯誤的設(shè)備可能會對系統(tǒng)的整體設(shè)計產(chǎn)生重大影響，導(dǎo)致產(chǎn)品無法滿足法規(guī)要求，或者無法在預(yù)算范圍內(nèi)提供可靠的解決方案。

找到合適的設(shè)備并非難事。本文將逐步介紹選擇數(shù)字隔離器的一些關(guān)鍵步驟，從而簡化您的搜索。

步驟1：了解您的隔離規(guī)范要求

第一步是了解系統(tǒng)的隔離規(guī)范要求。盡管有時似乎存在無窮無盡的需求，但在選型初期，工程師們可以從一些關(guān)鍵的因素開始考量。

隔離耐壓（VISO）：基本隔離和≤3，000 VRMS是否足以滿足您的設(shè)計要求？或者設(shè)計要求需要≥5，000 VRMS？本規(guī)范通常由系統(tǒng)的法規(guī)要求設(shè)置，代表隔離器可堅持至少60秒不被電壓擊穿。

工作電壓（VIOWM）：隔離柵在產(chǎn)品使用壽命內(nèi)需要承受的恒定電壓是多少？

浪涌隔離等級（VIOSM）：是否需要增強隔離？需要一個能夠承受》 10 kV浪涌脈沖的隔離器。

爬電距離/電氣間隙：4毫米封裝的爬電距離/電氣間隙是否足夠，或者您的系統(tǒng)標準要求8毫米或更高的規(guī)格？

共模瞬變抗擾度（CMTI）：隔離器是否可用于諸如電機驅(qū)動或太陽能逆變器等嘈雜的環(huán)境中（在這些環(huán)境中數(shù)據(jù)完整性至關(guān)重要，任何位錯誤都可能導(dǎo)致危險的短路事件）？如果如此，那么高CMTI額定值對于您的數(shù)字隔離器至關(guān)重要。

能耗：整體系統(tǒng)功耗是否對您的應(yīng)用是至關(guān)重要的規(guī)格（例如，4至20 mA回路供電或電池供電的系統(tǒng)）？

數(shù)據(jù)速率：您的通信接口需要什么數(shù)據(jù)速率？您正在運行低速UART速度還是高速≥100-Mbps數(shù)據(jù)協(xié)議？

步驟2：選擇合適的封裝

縮小數(shù)字隔離器規(guī)格要求后，下一步需要考慮不同的封裝選擇。封裝在隔離方面可能會產(chǎn)生很大的差異，因為封裝尺寸和特性直接影響設(shè)備的高電壓性能。選擇正確的封裝時，上述討論的某些相同的高電壓要求（爬電距離、電氣間隙、工作電壓、浪涌電壓、隔離耐壓）可能會起作用。具有較大爬電距離和電氣間隙的較大封裝將允許使用更高的隔離電壓規(guī)格。如果使用較小的封裝選項可以同時滿足您的系統(tǒng)法規(guī)要求，則可考慮使用此選項來幫助節(jié)省電路板空間和成本。此外，需考慮您的通信接口需要多少個隔離通道，因為較高的通道數(shù)量將決定可使用哪種封裝類型。

在TI 高精度實驗室視頻“1.6 TI高精度實驗室 – 隔離：什么是爬電距離和電氣間隙？”中了解有關(guān)爬電距離和電氣間隙及其對隔離的影響的更多信息。

步驟3：確定通道數(shù)和配置

確定好規(guī)格、要求和封裝之后，僅需考慮其他幾個選項。首先，確定您的信號需要多少個隔離通道以及每個信號的發(fā)送方向。這將有助于確定所需的通道數(shù)量和通道配置。接下來，考慮您偏好設(shè)計的默認輸出狀態(tài)（或故障安全狀態(tài)）。這確定了當(dāng)數(shù)字隔離器的輸入通道未上電或引腳懸空時，輸出管腳將處于哪種預(yù)定義狀態(tài)（高電平或低電平）。選項可能同時適用于默認的高輸出和低輸出。

步驟4：評估可用設(shè)備

如果您已經(jīng)準備好將您的數(shù)字隔離器知識付諸實踐，圖1是一個簡單的數(shù)字隔離器選擇流程圖，它可以幫助您確定適合您的設(shè)計的TI器件。圖2可幫助您找到合適的封裝代號，圖3并排顯示了每個封裝的比例。

圖1：TI數(shù)字隔離器選擇流程圖

使用此列表可在TI數(shù)字隔離器選擇流程圖中了解有關(guān)設(shè)備的更多信息：

ISO78xx：DW和DWW封裝中具有8000-VPK隔離電壓的最高隔離等級增強型數(shù)字隔離器。設(shè)備包括ISO7810。

ISO77xx：基本和增強型數(shù)字隔離器。設(shè)備包括ISO7741。

ISO70xx：超低功耗數(shù)字隔離器。設(shè)備包括ISO7021。

ISO73xx：低功耗、低抖動數(shù)字隔離器。設(shè)備包括ISO7341-Q1。

ISO76xx：高速150 Mbps隔離。設(shè)備包括ISO7641FM。

ISO67xx：基本和增強隔離，適用于成本敏感型應(yīng)用。設(shè)備包括ISO6741。

圖2：TI數(shù)字隔離器封裝類型選擇流程圖

圖3：可用封裝選項的比較

審核編輯：金巧