川土微電子| 數(shù)字隔離器選型注意事項(xiàng)
1.介紹
隔離是一種防止系統(tǒng)兩部分之間有直流干擾，或者防止干擾性交流電流的方法，同時(shí)允許信號可以在這兩部分系統(tǒng)正常傳輸。為保護(hù)操作人員，防止高壓系統(tǒng)中昂貴的處理器損壞，就會需要這種隔離，切斷通信網(wǎng)絡(luò)中的接地回路與高端設(shè)備通信。數(shù)字隔離器就成了最好的選擇，如SPI，UART，I2C，RS-485和CAN在許多不同的系統(tǒng)應(yīng)用中，包括工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、醫(yī)療設(shè)備、太陽能逆變器、電源和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。
2.川土隔離技術(shù)
川土隔離器使用二氧化硅（SiO2）作為信號絕緣和數(shù)字隔離器中使用的電介質(zhì)。通常使用兩個(gè)串聯(lián)的二氧化硅電容器，即在隔離柵的每側(cè)各一個(gè)，從而實(shí)現(xiàn)高壓隔離，等效隔離圖示如圖1所示。與基于電感的（磁隔）隔離器和傳統(tǒng)的光耦相比，SiO2所提供的介電強(qiáng)度是最高的，不會因暴露于環(huán)境濕度而退化，并且可以有大于100年的隔離壽命。為了更深一層關(guān)于川土隔離技術(shù)的說明，請參閱使高壓信號隔離質(zhì)量和可靠性。
3.關(guān)鍵性隔離規(guī)格參數(shù)
在選擇正確的數(shù)字隔離器之前，應(yīng)了解關(guān)鍵的隔離規(guī)格參數(shù)，對設(shè)計(jì)人員來說，了解系統(tǒng)應(yīng)用的隔離規(guī)范要求是很重要的，只有知道所需要的隔離要求，設(shè)計(jì)師才可以知道隔離器對系統(tǒng)能提供多大的保護(hù)，如隔離器能承受的最大電壓是多少？數(shù)字隔離器的高壓隔離性能，如最大瞬態(tài)隔離電壓（VIOTM），最大隔離電壓（VISO），最大浪涌隔離電壓（VIOSM），最大重復(fù)峰值隔離電壓（VIORM），最大工作隔離電壓（VIOWM），共模瞬態(tài)抗擾度（CMTI）。這些參數(shù)代表數(shù)字隔離器處理高壓的能力，不同大小的耐壓和瞬態(tài)響應(yīng)是選擇隔離器的標(biāo)準(zhǔn)。
最大瞬態(tài)隔離電壓（VIOTM）：IEC 60747-5-5 和 VDE 0884-11 中規(guī)定：隔離器在不發(fā)生故障的情況下可處理長達(dá)60 秒的峰值瞬態(tài)電壓。系統(tǒng)電源上的電弧或負(fù)載變化會引起干擾，電壓可能會短暫地變成線路電壓的幾倍。隔離器必須能夠在不損壞的情況下處理這些過電壓。
最大隔離電壓（VISO）：與 VIOTM 相似，根據(jù) UL 1577，隔離耐受電壓定義為隔離器能夠在 60 秒內(nèi)不發(fā)生擊穿的電壓的均方根（rms）值，電壓的差值是峰值。
最大浪涌隔離電壓（VIOSM）：隔離器承受特定的瞬態(tài)電壓的極高電壓脈沖的能力。該波形如圖 2 所示。此參數(shù)表示直接和間接浪涌沖擊。根據(jù) IEC 60747-5-5 和 VDE 0884-11，具有最大浪涌隔離電壓 VIOSM 的隔離器必須在峰值電壓為 VIOSM 的 1.3 倍時(shí)通過浪涌測試，以實(shí)現(xiàn)基本隔離，和 1.6 倍的 VIOSM 加強(qiáng)隔離。當(dāng)通過 10kV 以上的浪涌試驗(yàn)時(shí)，數(shù)字隔離器可以稱為組件級增強(qiáng)型。
最大重復(fù)峰值隔離電壓（VIORM）：在 IEC 60747-5-5 和 VDE 0884-11 中定義為隔離器能夠承受的最大重復(fù)峰值電壓。本規(guī)范旨在鑒定隔離器在每天連續(xù)的隔離電壓。
最大工作隔離電壓（VIOWM）：類似于最大重復(fù)峰值電壓，工作電壓為最大有效值，或等效直流電壓，隔離器能夠在規(guī)定的長壽命內(nèi)承受。同樣，差異是以 rms 表示的值，而不是峰值電壓。共模瞬態(tài)抗擾度（CMTI）：共模瞬態(tài)抗擾度是指隔離器在其兩個(gè)接地之間承受高轉(zhuǎn)換率電壓瞬變的能力，而不會損壞通過它的信號，這可能會導(dǎo)致信號傳輸錯(cuò)誤。在某些應(yīng)用中，由瞬變引起的這些信號誤差可導(dǎo)致短路事件。更高的 CMTI 表明隔離通道更加可靠。關(guān)于這些隔離參數(shù)的其他解釋，可以在高壓加強(qiáng)隔離的定義和測試方法中找到。前面提到的隔離認(rèn)證確保您的應(yīng)用程序符合全球行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
4.封裝選擇
爬電和間隙是指沿封裝表面的距離，以及隔離器一側(cè)插腳與另一側(cè)插腳之間的空氣距離。該距離由基于隔離電壓要求等參數(shù)的系統(tǒng)級標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，下表1詳細(xì)介紹了川土對應(yīng)封裝的參數(shù)。
5.總結(jié)
本應(yīng)用介紹了一些重要的參考因素，這些因素對于選擇川土在工業(yè)和汽車設(shè)計(jì)中使用的數(shù)字隔離器組合非常重要。這些因素在評估川土的隔離接口設(shè)備應(yīng)用時(shí)也很有用。為了更深入地解釋和分析所涉及的內(nèi)容，可參考川土對應(yīng)的規(guī)格書
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2023-03-08
