如何選擇數(shù)字隔離器

一、數(shù)字隔離器應(yīng)用現(xiàn)狀

一般情況下，為應(yīng)用選擇合適的數(shù)字隔離器需要從安全性和設(shè)備性能的角度出發(fā)，需要考慮功能集、隔離性能、選擇正確的數(shù)字隔離器、安全要求、數(shù)字隔離器的隔離柵的典型預(yù)期壽命、確定標(biāo)準(zhǔn)額定電壓和產(chǎn)品支持的爬電距離和電氣間隙等七個(gè)方面的因素。常見(jiàn)的數(shù)字隔離器應(yīng)用場(chǎng)合主要包括以下三個(gè)方面：

第一：在隔離高壓（危險(xiǎn)電路）系統(tǒng)和低壓（安全電路）系統(tǒng)之間的電氣連接，以保護(hù)用戶以及電路系統(tǒng)安全；

第二：在兩個(gè)不同的電氣系統(tǒng)之間隔離敏感電路（比如高精度檢測(cè)電路）和噪聲源之間的連接，以減小噪聲干擾；

第三：在長(zhǎng)距離通信的過(guò)程中，防止長(zhǎng)距離的走線帶來(lái)的噪聲干擾到主控制器受損，而數(shù)字隔離器可使電路在互相通信時(shí)避免受損。

同時(shí)，在工業(yè)市場(chǎng)上有許多需求在推動(dòng)隔離器的廣泛使用，包括電平轉(zhuǎn)換、信號(hào)隔離、級(jí)間隔離、開(kāi)關(guān)電路、遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器（SSR）、儀器儀表、通信設(shè)備及微機(jī)接口中。數(shù)字隔離器主要是元件保護(hù)、用戶安全、信號(hào)電平轉(zhuǎn)換和遵守安全規(guī)定的系統(tǒng)要求。在所有這些情況下，隔離器件都能通過(guò)實(shí)現(xiàn)額外的功能并確保系統(tǒng)安全運(yùn)行來(lái)為系統(tǒng)增加價(jià)值。

二、數(shù)字隔離器選用標(biāo)準(zhǔn)

隨著數(shù)字隔離產(chǎn)品在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中的日益普及，電子應(yīng)用工程師提出了如何去合理的選擇一款適合自己產(chǎn)品的數(shù)字隔離器芯片。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，我們需要從安全性和設(shè)備性能的角度出發(fā)，一般情況下選用合適的數(shù)字隔離器需要考慮以下七個(gè)方面的因素。

◆ 通道配置與傳輸速率

就功能特性而言，要考慮隔離通道的數(shù)量和通道配置。傳輸速率等規(guī)格應(yīng)適合產(chǎn)品的系統(tǒng)。確定信號(hào)需要多少個(gè)隔離通道以及每個(gè)信號(hào)的發(fā)送方向。接下來(lái)考慮設(shè)計(jì)的默認(rèn)輸出狀態(tài)（或故障安全狀態(tài)）。確定當(dāng)數(shù)字隔離器的輸入通道未上電或引腳懸空時(shí)，輸出管腳將處于哪種預(yù)定義狀態(tài)（高電平或低電平）。

◆ 共模瞬變抗擾度（CMTI）

數(shù)字隔離器在用于諸如電機(jī)驅(qū)動(dòng)或逆變器等嘈雜的環(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(cuò)誤都可能導(dǎo)致危險(xiǎn)的短路事件）？如果如此，那么高CMTI額定值對(duì)于您的數(shù)字隔離器至關(guān)重要。

◆ 封裝選擇

封裝在隔離方面可能會(huì)產(chǎn)生很大的差異，因?yàn)榉庋b尺寸和特性直接影響產(chǎn)品的高電壓性能。選擇正確的封裝時(shí)，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(huì)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(xiàng)可以同時(shí)滿足您的系統(tǒng)要求，則可考慮使用此選項(xiàng)來(lái)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(gè)隔離通道，因?yàn)檩^高的通道數(shù)量將決定可使用哪種封裝類型。

◆ 安全要求

確定了應(yīng)用需求后，需要確保設(shè)備符合UL、CQC等安全認(rèn)證機(jī)構(gòu)要求達(dá)到的相應(yīng)安全標(biāo)準(zhǔn)。就隔離特性而言，重要的是要了解系統(tǒng)所需的隔離等級(jí)（功能性隔離/基本安全隔離/增強(qiáng)型安全隔離）

隔離耐壓：根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求選擇數(shù)字隔離器的耐壓等級(jí)分為2.5kVrms、3.75kVrms或5kVrms

◆ 數(shù)字隔離器的壽命

這取決于所用材料及其材料厚度。使用的標(biāo)準(zhǔn)材料包括聚合物基、聚酰亞胺基或基于二氧化硅的絕緣體。一般來(lái)說(shuō)，隔離柵的使用壽命可輕松超過(guò)25年。

◆ 確定標(biāo)準(zhǔn)額定電壓

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125Vrms～1000Vrms之間。

◆ 產(chǎn)品支持的爬電距離和電氣間隙

終端系統(tǒng)對(duì)需要高達(dá)250Vrms工作絕緣的基本絕緣和加強(qiáng)絕緣提出的兩種最常見(jiàn)的爬電距離和電氣間隙要求分別是3.2mm和6.4mm。通常，窄體SOIC封裝和寬體SOIC封裝分別支持大約4mm和大約8mm的爬電距離/電氣間隙。

三、我司數(shù)字隔離器量產(chǎn)型號(hào)

下圖是我司目前量產(chǎn)的數(shù)字隔離器產(chǎn)品，其主要性能參數(shù)如下表所示：

主要技術(shù)指標(biāo)

u   隔離通道：2，4；

u   隔離耐壓能力：2500Vrms@1min、5000V Vrms@1min；

u   共模瞬態(tài)抑制（CMTI）：＞25KV/us；

u   傳輸速率：25Mbps、150Mbps；

u   工作溫度：－40℃～+125℃；

u   封裝形式：塑封QSOP、塑封SOIC。

產(chǎn)品分類

u   標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字磁隔離器：GL12XX、GL140X；

u   耐壓增強(qiáng)型數(shù)字磁隔離器： GL240X；

u   ESD增強(qiáng)型數(shù)字磁隔離器： GL320X；

u   高速多通道數(shù)字磁隔離器： GL344X；