datasheet

技术文章—有关数字隔离器的七大设计问题

2019-05-17来源: EEWORLD作者: 德州仪器Luke Trowbridge关键字:数字隔离器

您是否正在搜寻有关数字隔离器的更多信息?我们将为您提供帮助。根据 TI E2E™ 社区的反馈,我们搜集并整理了关于数字隔离器设计攻关的最常见问题清单。希望这份清单能为您提供隔离信号与电源的有用见解。

 

1.基础型和增强型数字隔离器至简的区别是什么?

 

基础型数字隔离器必须根据组件级标准,通过一套测试,如 Deutsches Institut für Normung (DIN) V Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (VDE) V 0884-11。DIN V VDE V 0884-11 定义了隔离器可以耐受的电压水平,比如最大浪涌隔离电压,VIOSM;最大瞬态隔离电压,VOITM;及最大重复峰值隔离电压,VIORM(参见白皮书“高压增强型隔离:定义与测试方法”中的解释)。增强型数字隔离器,除通过这些测试外,还必须通过最小浪涌电压测试等级 10,000 VPK.测试。

 

2.能为数字隔离器两端施加不同的电压吗?

 

可以。数字隔离器可以在建议的工作条件下为设备两端供电。由于隔离势垒隔离了两端,每端均可在建议的工作条件下独立施加任意电压值。举例来说,可以为 ISO7721 施加 3.3 V VCC1(在 2.25 V - 5.5 V 之间)和 5 V VCC2(也在 2.25 V - 5.5 V 之间)。除构建隔离外,通过这种方法,您还可以把数字隔离器用作逻辑电平转换器。隔离器两端相互独立。

 

3.数字隔离器信号电压可以异于它的电源电压吗?

 

不能。数字隔离器的输入/输出信号电压取决于它的电源电压。因此,如果要使数字隔离器兼容它所对接的设备,最好是保持信号电压与隔离器电源电压相同。例如,如果 ISO7721 的电源电压为 5 V,它对接微控制器(MCU),那么很重要的一点就是 MCU 信号也工作在 5V 逻辑电平。

 

4.无输入信号的数字隔离器的逻辑状态是什么?

 

如果数字隔离器的输入通道无电压或者说引脚保留为浮置,它相应的输出引脚为预定义状态(称为默认状态或故障保护状态),可能为低,也可能为高,这取决于所选的设备。设备部件编号的后缀“F”,指示该隔离器输出通道的默认状态。例如,ISO7721DWR 中没有 F,则表示该设备的默认状态为高。同样的,ISO7721FDWR 中有 F,则表示该设备的默认状态为低。

 

5.能把数字隔离器没用的通道引脚保留为浮置吗?

 

不能。数字隔离器未用通道的输入引脚可出于测试目的保留为浮置,但在应用中,浮置未用引脚会导致产品的抗噪度下降。

 

浮置的引脚尤其当系统进行电磁兼容性(EMC)/免疫测试时,更易于拾取噪音。为使系统对此种噪音免疫,最佳做法是将通道输入锁定在各自的默认逻辑状态。

 

例如,对于 ISO7721DWR 来说,最佳做法是将不用的信号输入引脚通过上拉电阻连接到它的 VCC(首选 4.7-kΩ 电阻)。对于 TI ISO7721FDWR,最好是将不用的信号输入引脚接至它的接地引脚。对于这两种设备,所有不用通道的输出引脚最好都不要连接。

 

6.如何确定数字隔离器的功耗?

 

您可以根据其数据表列出的规格来计算数字隔离器的功耗。找到与输入电压(2.5 V、3.3 V 和 5 V)对应的电源电流特性表。在这个表格中,找到最接近于您的应用信号速度的数据传输率。数据表中将列出针对该特定数据传输率的电流消耗,分别作为隔离势垒各端的电流(ICC1 和 ICC2)。将这两个电流值相加,您将获得工作条件下的设备总电流消耗。用这个总电流消耗除以数字隔离器的通道数,就得到了每个通道的电流消耗。某些数据表还分别提供每个通道的总供电电流。例如,ISO7041 数据表显示了每通道参数总供电电流下的典型电流消耗为 4.2 µA,它是 ICC1(ch) 与 ICC2(ch) 电流的和。

 

7.如何为数字隔离器构造隔离型电源?

 

为数字隔离器构造隔离型电源有几种可选的方法;最佳解决方案须视具体的应用需要而定。

 

一个选择是使用 TI SN6501这样的变压器驱动器,此种驱动器可用于具有次级侧变压器和可选整流低压差稳压器的推挽式配置(图 1)。SN6501的功率高达1.5 W,可作为隔离型电源。此设备具有高度灵活性,几乎可用在所有应用中。这是因为变压器和匝数比能为电源提供必要的隔离等级和输出电压。如果您需要为其他设备提供隔离电源,则可使用 SN6505x 而不是 SN6501,获得高达 5 W 的输出功率。SN6505 具有额外的保护特性,例如过载和短路、热关断、软启动和压摆率控制等,方便设计人员构筑稳健的解决方案。

 

image.png

 

图 1:运用 SN6501 构建 ISO7741 的隔离型电源

 

另一个针对空间受限应用的可选方法是ISOW78xx系列设备,包括 ISOW7841,该系列可在 16 引脚小型塑封集成电路封装中提供信号和电源隔离。如图 2 所示,这种组合占空间小;不需要变压器,也易于通过认证。

 

image.png

 

图 2:运用 ISOW7841 通过集成信号和电源打造数字隔离器

 

我们还遗漏了什么问题吗?

 

如果您想寻找更多有关数字隔离器的信息,或者想为这份清单添加问题,请在下方留言,帮助我们继续探讨。

 

 

 

 


关键字:数字隔离器

编辑:muyan 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/dygl/ic462152.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:Vishay推出最新系列小型径向引线高压单层瓷片电容器
下一篇:安弗施(RFS)推出超高性能NEX10跳线

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

工业智能化向前沿推进,芯片设计助力PLC低功耗、小型化

IO对未来智能化工厂建设的意义。 最新一代Go IO产品在尺寸、功耗方面表现的显著改善得益于几颗核心器件的集成化设计和性能优化。包括将上一代通信模块MAX14949与变压器集成在一起,构成MAXM22510,尺寸减小了40%;IO部分的数字隔离器MAX14930和数字串行器MAX22190集成在一起,构成MAX22192,尺寸减小了31%;电源部分通过美信专有的uSLIC电源模块技术实现输出电流可达300mA工业电源模块MAXM15462,将高效同步整流的高压DC-DC转换器和电感、电容全部集成到一起,较上一代解决方案的尺寸减小了65%。最终实现的Go IO电路板尺寸只有12K mm3 。 Go IO PLC板卡
发表于 2018-11-20
工业智能化向前沿推进,芯片设计助力PLC低功耗、小型化

4线制传感器发射器输出级设计

设计。图2:4线制传感器发射器输出级设计正输出,IOUT+,通过一个限流电路,被连接至一个+18V电源。负输出端子,IOUT-,被接至N类型金属氧化物半导体 (NMOS) 晶体管的漏极。一个运算放大器 (op amp) 驱动NMOS晶体管的栅极,根据输入电压,VIN,来控制流经RSET 电阻器的电流,从而得到方程式1中的V-I转换函数:在一个输出隔离式发射器中,输出级必须与传感器和电源完全隔离。这就要求从本地电源生成一个隔离式电源,以及一个跨过绝缘隔栅来传送传感器信息的方法。如图3所示,你可以使用一个数字隔离器和数模转换器 (DAC) 来达到这一目的。图3:具有数字隔离器和DAC的完整输出级输出隔离式4线制传感器发射器最后部件是针对
发表于 2018-05-06
4线制传感器发射器输出级设计

数字隔离器Si8641典型电路及OBC控制器系统

SOIC-8和SOIC-16封装,最高支持 1,500 VDC峰值驱动电压。相比其他同行产品,其优势在于驱动电流大,超高性价比。图1:Si8233驱动MOSFET典型电路OBC控制器会同时存在5V和3.3V的数据通信,比如说MCU可能是3.3V工作,而一些其他的IC工作在5V电压下,此时I2C、SPI、IO之间均需要隔离,以保护由于电压差而导致后级IC被烧毁。此处推荐Silicon Labs推出的数字隔离器Si8641,它专为SPI通信隔离而定制的,它是支持三个同向通道和一个反向通道,并且OBC控制器的MCU可以通过引脚EN1和EN2用于控制Si8641的输出,这优势在于提高OBC控制器的EMC可靠性,不会因为电压差值而导致OBC
发表于 2018-04-02
数字隔离器Si8641典型电路及OBC控制器系统

数字隔离器Si8641典型电路及OBC控制器系统

和SOIC-16封装,最高支持 1,500 VDC 峰值驱动电压。相比其他同行产品,其优势在于驱动电流大,超高性价比。图1:Si8233驱动MOSFET典型电路OBC控制器会同时存在5V和3.3V的数据通信,比如说MCU可能是3.3V工作,而一些其他的IC工作在5V电压下,此时I2C、SPI、IO之间均需要隔离,以保护由于电压差而导致后级IC被烧毁。此处推荐Silicon Labs推出的数字隔离器Si8641,它专为SPI通信隔离而定制的,它是支持三个同向通道和一个反向通道,并且OBC控制器的MCU可以通过引脚EN1和EN2用于控制Si8641的输出,这优势在于提高OBC控制器的EMC可靠性,不会因为电压差值而导致OBC
发表于 2018-03-31
数字隔离器Si8641典型电路及OBC控制器系统

世强携ADAS、新能源汽车、汽车级数字隔离器等最新解决

精度的温度管理技术实现散热器的小型化,通过微控制器、驱动IC、IGBT、电源IC的套件等实现小型化(功率密度25倍)和高效率(约提高10%)的机电一体化。速度高达150M的业界最快汽车级数字隔离器此次世强元件电商带来了Silicon Labs的电容式数字隔离器产品,具有低功耗、多通道、正反通道数可随意配置,速度高达150M的隔离特征,全系列产品都是汽车级,均过AEC-Q100认证。其中SI86xx系列是6通道数字隔离器,正反通道可随意搭配,速度1M/100M可选;SI88xx系列自带DC-DC转换控制器(闭环控制/过流过温保护);SI838xx系列是8通道数字隔离器,兼顾高速、低速应用,支持并行输出/SPI串行输入。可广泛应用于混合电动汽车
发表于 2018-03-31
世强携ADAS、新能源汽车、汽车级数字隔离器等最新解决

小广播

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2019 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved