如何選擇合適的數(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，從眾多可用選項(xiàng)中選擇最適合您系統(tǒng)的器件可能會(huì)讓人不知所措。除了這一挑戰(zhàn)之外，大多數(shù)數(shù)字隔離器在設(shè)計(jì)時(shí)都考慮了特定的系統(tǒng)要求和應(yīng)用，讓您需要對(duì)無窮無盡的規(guī)格和功能進(jìn)行分類，以確保您選擇的器件能夠滿足系統(tǒng)要求。

但是，找到“正確”的設(shè)備并不一定很復(fù)雜。本文介紹選擇數(shù)字隔離器的一些主要決策，希望這些決策有助于簡化您的搜索。

第一步：了解隔離規(guī)范要求

第一步是了解系統(tǒng)的隔離規(guī)范要求。雖然需求有時(shí)感覺像是一個(gè)開放式列表，但首先，請(qǐng)考慮以下與常見隔離設(shè)計(jì)相關(guān)的要求：

1. 隔離耐壓(V.ISO).是基本隔離和≤3，000 V有效值足以滿足您的設(shè)計(jì)需求，或者您需要 ≥5，000 V有效值?法規(guī)要求通常規(guī)定了此規(guī)格，它表示隔離器可以處理至少60秒而不會(huì)擊穿的電壓。

2. 工作電壓(VIOWM).您的隔離柵在產(chǎn)品的使用壽命內(nèi)需要承受的一致電壓是多少?封裝尺寸、污染程度和材料組等因素會(huì)影響組件的工作電壓。

3. 浪涌隔離額定值 .設(shè)計(jì)是否需要加強(qiáng)隔離?如果是這樣，您將需要一個(gè)能夠承受>10 kV浪涌脈沖的隔離器。

4. 爬電距離/電氣間隙。4 mm 爬電距離/電氣間隙是否足夠，或者您的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)要求 8 mm 甚至更高?該規(guī)格將由隔離器封裝和引線框架決定。

5. 共模瞬變抗擾度 (CMTI)。系統(tǒng)是否處于嘈雜的環(huán)境中，例如電機(jī)驅(qū)動(dòng)器或太陽能逆變器，其中數(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?如果是這樣，高CMTI額定值對(duì)于數(shù)字隔離器至關(guān)重要。

6. 功耗。整體系統(tǒng)功耗是否是應(yīng)用的關(guān)鍵規(guī)格;例如，系統(tǒng)是 4 至 20mA 環(huán)路供電還是電池供電?如果是這樣，請(qǐng)考慮每個(gè)器件的每通道電流消耗規(guī)格。

7. 數(shù)據(jù)速率。您的通信接口需要什么數(shù)據(jù)速率?您運(yùn)行的是慢速通用異步接收器發(fā)射器速度還是高速≥100-Mbps 數(shù)據(jù)協(xié)議?在這種情況下，您可以考慮每個(gè)設(shè)備的最大數(shù)據(jù)速率。

第二步：選擇合適的包裝

縮小數(shù)字隔離器規(guī)格要求范圍后，下一步就是考慮不同的封裝選項(xiàng)。封裝在隔離方面會(huì)產(chǎn)生很大的影響，因?yàn)榉庋b的尺寸和特性直接影響器件的高壓能力。上面列表中的一些相同要求(爬電距離、電氣間隙、VIOWM在國際化學(xué)品管理辦公室在.ISO)也會(huì)影響包的選擇。具有更寬爬電距離和電氣間隙的更大封裝將允許更高的隔離電壓規(guī)格。如果您可以通過更小的封裝選項(xiàng)滿足系統(tǒng)的法規(guī)要求，那么更小的封裝當(dāng)然有助于節(jié)省電路板空間和成本。此外，您還需要考慮通信接口需要多少個(gè)隔離通道，因?yàn)橥ǖ罃?shù)越多，封裝類型就越大。

第三步：確定通道數(shù)和配置

在規(guī)格和要求以及包裝之后，還有幾個(gè)選項(xiàng)需要考慮。確定信號(hào)需要多少個(gè)隔離通道以及每個(gè)信號(hào)的去向?qū)⒂兄诖_定通道數(shù)和通道配置?？紤]您的首選默認(rèn)輸出狀態(tài)(或故障安全狀態(tài))將有助于確定數(shù)字隔離器輸入通道未上電或引腳懸空時(shí)輸出引腳的預(yù)定義狀態(tài)(高電平或低電平)。選項(xiàng)可用于默認(rèn)高電平和默認(rèn)低電平輸出。

第四步：評(píng)估可用設(shè)備

如果您已準(zhǔn)備好將數(shù)字隔離器知識(shí)付諸實(shí)踐，圖1是一個(gè)簡單的數(shù)字隔離器選擇流程圖，可幫助您確定適合您設(shè)計(jì)的器件。圖 2 有助于指導(dǎo)您找到正確的封裝指示符，圖 3 顯示了每個(gè)封裝并排縮放。

圖1：數(shù)字隔離器選擇流程圖

圖2：數(shù)字隔離器封裝類型選擇流程圖

圖3：可用封裝選項(xiàng)的比較

結(jié)論

數(shù)字隔離器產(chǎn)品有很多選擇。了解您的系統(tǒng)和設(shè)計(jì)要求并利用本文中的資源將幫助您選擇最適合您的設(shè)計(jì)的數(shù)字隔離器。選擇“正確”的設(shè)備可以優(yōu)化系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì) - 幫助您更輕松地滿足法規(guī)要求，并在預(yù)算范圍內(nèi)開發(fā)可靠應(yīng)用的能力。

審核編輯：湯梓紅