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如何选择数字隔离器

发布人:zhangji820425时间:2021-09-13来源:工程师

如何选择数字隔离器

 

一、数字隔离器应用现状

一般情况下,为应用选择合适的数字隔离器需要从安全性和设备性能的角度出发,需要考虑功能集、隔离性能、选择正确的数字隔离器、安全要求、数字隔离器的隔离栅的典型预期寿命、确定标准额定电压和产品支持的爬电距离和电气间隙等七个方面的因素。常见的数字隔离器应用场合主要包括以下三个方面:

第一:在隔离高压(危险电路)系统和低压(安全电路)系统之间的电气连接,以保护用户以及电路系统安全;

第二:在两个不同的电气系统之间隔离敏感电路(比如高精度检测电路)和噪声源之间的连接,以减小噪声干扰;

第三:在长距离通信的过程中,防止长距离的走线带来的噪声干扰到主控制器受损,而数字隔离器可使电路在互相通信时避免受损。

同时,在工业市场上有许多需求在推动隔离器的广泛使用,包括电平转换、信号隔离、级间隔离、开关电路、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。数字隔离器主要是元件保护、用户安全、信号电平转换和遵守安全规定的系统要求。在所有这些情况下,隔离器件都能通过实现额外的功能并确保系统安全运行来为系统增加价值。

 

二、数字隔离器选用标准

随着数字隔离产品在各个应用领域中的日益普及,电子应用工程师提出了如何去合理的选择一款适合自己产品的数字隔离器芯片。针对这个问题,我们需要从安全性和设备性能的角度出发,一般情况下选用合适的数字隔离器需要考虑以下七个方面的因素。

◆ 通道配置与传输速率

就功能特性而言,要考虑隔离通道的数量和通道配置。传输速率等规格应适合产品的系统。确定信号需要多少个隔离通道以及每个信号的发送方向。接下来考虑设计的默认输出状态(或故障安全状态)。确定当数字隔离器的输入通道未上电或引脚悬空时,输出管脚将处于哪种预定义状态(高电平或低电平)。

共模瞬变抗扰度(CMTI)

数字隔离器在用于诸如电机驱动或逆变器等嘈杂的环境中(在这些环境中数据完整性至关重要,任何位错误都可能导致危险的短路事件)?如果如此,那么高CMTI额定值对于您的数字隔离器至关重要。

封装选择

封装在隔离方面可能会产生很大的差异,因为封装尺寸和特性直接影响产品的高电压性能。选择正确的封装时,上述讨论的某些相同的高电压要求(爬电距离、电气间隙、工作电压、浪涌电压、隔离耐压)可能会起作用。具有较大爬电距离和电气间隙的较大封装将允许使用更高的隔离电压规格。如果使用较小的封装选项可以同时满足您的系统要求,则可考虑使用此选项来帮助节省电路板空间和成本。此外,需考虑您的通信接口需要多少个隔离通道,因为较高的通道数量将决定可使用哪种封装类型。

◆ 安全要求

确定了应用需求后,需要确保设备符合UL、CQC等安全认证机构要求达到的相应安全标准。就隔离特性而言,重要的是要了解系统所需的隔离等级(功能性隔离/基本安全隔离/增强型安全隔离)

隔离耐压:根据产品的设计要求选择数字隔离器的耐压等级分为2.5kVrms、3.75kVrms或5kVrms

◆ 数字隔离器的寿命

这取决于所用材料及其材料厚度。使用的标准材料包括聚合物基、聚酰亚胺基或基于二氧化硅的绝缘体。一般来说,隔离栅的使用寿命可轻松超过25年。

◆ 确定标准额定电压

工作电压(VIOWM):隔离栅在产品使用寿命内需要承受的恒定电压是125Vrms~1000Vrms之间。

◆ 产品支持的爬电距离和电气间隙

终端系统对需要高达250Vrms工作绝缘的基本绝缘和加强绝缘提出的两种最常见的爬电距离和电气间隙要求分别是3.2mm和6.4mm。通常,窄体SOIC封装和宽体SOIC封装分别支持大约4mm和大约8mm的爬电距离/电气间隙。

 

三、我司数字隔离器量产型号

下图是我司目前量产的数字隔离器产品,其主要性能参数如下表所示:

产品型号

GL120X

GL140X

GL240X

GL320X

功耗(3.3V/5V)

≤0.8mA

≤0.8mA

≤0.8mA

≤0.8mA

≤1.1mA

≤1.1mA

≤1.1mA

≤1.1mA

高数据速率

25Mbps

150Mbps

150Mbps

150Mbps

工作温度

-40℃-125℃

-40℃-125℃

-40℃-125℃

-40℃-125℃

工作电压

2.7V-5.5V

2.7V-5.5V

2.7V-5.5V

2.7V-5.5V

隔离电压

2500V

2500V

5000V

2500V

瞬态抗扰

25kV/μs

25kV/μs

25kV/μs

25kV/μs

通道数量

2

4

4

2

封装形式

SOP8

SOP16

SOP16

SOP8

ESD

4000V

备注

双通道隔离器

四通道隔离器

耐压增强型

增强型

主要技术指标

u   隔离通道:2,4;

u   隔离耐压能力:2500Vrms@1min、5000V Vrms@1min;

u   共模瞬态抑制(CMTI):>25KV/us;

u   传输速率:25Mbps、150Mbps;

u   工作温度:-40℃~+125℃;

u   封装形式:塑封QSOP、塑封SOIC。

产品分类

u   标准数字磁隔离器:GL12XX、GL140X;

u   耐压增强型数字磁隔离器: GL240X;

u   ESD增强型数字磁隔离器: GL320X;

u   高速多通道数字磁隔离器: GL344X;

 

 


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关键词: 数字隔离器

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