如何選擇數(shù)字隔離器

出處：互聯(lián)網發(fā)布于：2020-10-22 14:35:38

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

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

　　步驟 1：了解您的隔離規(guī)范要求

　　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計要求？或者設計要求需要≥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）：隔離柵在產品使用壽命內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)據完整性至關重要，任何位錯誤都可能導致危險的短路事件）？如果如此，那么高 CMTI 額定值對于您的數(shù)字隔離器至關重要。

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

　　數(shù)據速率：您的通信接口需要什么數(shù)據速率？您正在運行低速 UART 速度還是高速≥100-Mbps 數(shù)據協(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生很大的差異，因為封裝尺寸和特性直接影響設備的高電壓性能。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 高實驗室視頻“1.6 TI 高實驗室 – 隔離：什么是爬電距離和電氣間隙？”中了解有關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，考慮您偏好設計的默認輸出狀態(tài)（或故障安全狀態(tài)）。這確定了當數(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：評估可用設備

　　如果您已經準備好將您的數(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。