隨著數字隔離器在工業和汽車應用中的日益普及,從眾多可用選項中選擇最適合您系統的器件可能會讓人不知所措。除了這一挑戰之外,大多數數字隔離器在設計時都考慮了特定的系統要求和應用,讓您需要對無窮無盡的規格和功能進行分類,以確保您選擇的器件能夠滿足系統要求。
但是,找到“正確”的設備并不一定很復雜。本文介紹選擇數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:了解隔離規范要求
第一步是了解系統的隔離規范要求。雖然需求有時感覺像是一個開放式列表,但首先,請考慮以下與常見隔離設計相關的要求:
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計需求,或者您需要 ≥5,000 V有效值?法規要求通常規定了此規格,它表示隔離器可以處理至少60秒而不會擊穿的電壓。
2. 工作電壓(VIOWM).您的隔離柵在產品的使用壽命內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影響組件的工作電壓。
3. 浪涌隔離額定值 .設計是否需要加強隔離?如果是這樣,您將需要一個能夠承受>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,或者您的系統標準要求 8 mm 甚至更高?該規格將由隔離器封裝和引線框架決定。
5. 共模瞬變抗擾度 (CMTI)。系統是否處于嘈雜的環境中,例如電機驅動器或太陽能逆變器,其中數據完整性至關重要,任何位錯誤都可能導致危險的短路事件?如果是這樣,高CMTI額定值對于數字隔離器至關重要。
6. 功耗。整體系統功耗是否是應用的關鍵規格;例如,系統是 4 至 20mA 環路供電還是電池供電?如果是這樣,請考慮每個器件的每通道電流消耗規格。
7. 數據速率。您的通信接口需要什么數據速率?您運行的是慢速通用異步接收器發射器速度還是高速≥100-Mbps 數據協議?在這種情況下,您可以考慮每個設備的最大數據速率。
第二步:選擇合適的包裝
縮小數字隔離器規格要求范圍后,下一步就是考慮不同的封裝選項。封裝在隔離方面會產生很大的影響,因為封裝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在國際化學品管理辦公室在.ISO)也會影響包的選擇。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格。如果您可以通過更小的封裝選項滿足系統的法規要求,那么更小的封裝當然有助于節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隔離通道,因為通道數越多,封裝類型就越大。
第三步:確定通道數和配置
在規格和要求以及包裝之后,還有幾個選項需要考慮。確定信號需要多少個隔離通道以及每個信號的去向將有助于確定通道數和通道配置。考慮您的首選默認輸出狀態(或故障安全狀態)將有助于確定數字隔離器輸入通道未上電或引腳懸空時輸出引腳的預定義狀態(高電平或低電平)。選項可用于默認高電平和默認低電平輸出。
第四步:評估可用設備
如果您已準備好將數字隔離器知識付諸實踐,圖1是一個簡單的數字隔離器選擇流程圖,可幫助您確定適合您設計的器件。圖 2 有助于指導您找到正確的封裝指示符,圖 3 顯示了每個封裝并排縮放。
圖1:數字隔離器選擇流程圖
圖2:數字隔離器封裝類型選擇流程圖
圖3:可用封裝選項的比較
結論
數字隔離器產品有很多選擇。了解您的系統和設計要求并利用本文中的資源將幫助您選擇最適合您的設計的數字隔離器。選擇“正確”的設備可以優化系統的整體設計 - 幫助您更輕松地滿足法規要求,并在預算范圍內開發可靠應用的能力。
審核編輯:湯梓紅
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