如何选择合适的数字隔离器

随着数字隔离器在工业和汽车应用中的日益普及，从众多可用选项中选择最适合您系统的器件可能会让人不知所措。除了这一挑战之外，大多数数字隔离器在设计时都考虑了特定的系统要求和应用，让您需要对无穷无尽的规格和功能进行分类，以确保您选择的器件能够满足系统要求。

但是，找到“正确”的设备并不一定很复杂。本文介绍选择数字隔离器的一些主要决策，希望这些决策有助于简化您的搜索。

第一步：了解隔离规范要求

第一步是了解系统的隔离规范要求。虽然需求有时感觉像是一个开放式列表，但首先，请考虑以下与常见隔离设计相关的要求：

1. 隔离耐压(V.ISO).是基本隔离和≤3，000 V有效值足以满足您的设计需求，或者您需要 ≥5，000 V有效值?法规要求通常规定了此规格，它表示隔离器可以处理至少60秒而不会击穿的电压。

2. 工作电压(VIOWM).您的隔离栅在产品的使用寿命内需要承受的一致电压是多少?封装尺寸、污染程度和材料组等因素会影响组件的工作电压。

3. 浪涌隔离额定值 .设计是否需要加强隔离?如果是这样，您将需要一个能够承受>10 kV浪涌脉冲的隔离器。

4. 爬电距离/电气间隙。4 mm 爬电距离/电气间隙是否足够，或者您的系统标准要求 8 mm 甚至更高?该规格将由隔离器封装和引线框架决定。

5. 共模瞬变抗扰度 (CMTI)。系统是否处于嘈杂的环境中，例如电机驱动器或太阳能逆变器，其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?如果是这样，高CMTI额定值对于数字隔离器至关重要。

6. 功耗。整体系统功耗是否是应用的关键规格;例如，系统是 4 至 20mA 环路供电还是电池供电?如果是这样，请考虑每个器件的每通道电流消耗规格。

7. 数据速率。您的通信接口需要什么数据速率?您运行的是慢速通用异步接收器发射器速度还是高速≥100-Mbps 数据协议?在这种情况下，您可以考虑每个设备的最大数据速率。

第二步：选择合适的包装

缩小数字隔离器规格要求范围后，下一步就是考虑不同的封装选项。封装在隔离方面会产生很大的影响，因为封装的尺寸和特性直接影响器件的高压能力。上面列表中的一些相同要求(爬电距离、电气间隙、VIOWM在国际化学品管理办公室在.ISO)也会影响包的选择。具有更宽爬电距离和电气间隙的更大封装将允许更高的隔离电压规格。如果您可以通过更小的封装选项满足系统的法规要求，那么更小的封装当然有助于节省电路板空间和成本。此外，您还需要考虑通信接口需要多少个隔离通道，因为通道数越多，封装类型就越大。

第三步：确定通道数和配置

在规格和要求以及包装之后，还有几个选项需要考虑。确定信号需要多少个隔离通道以及每个信号的去向将有助于确定通道数和通道配置。考虑您的首选默认输出状态(或故障安全状态)将有助于确定数字隔离器输入通道未上电或引脚悬空时输出引脚的预定义状态(高电平或低电平)。选项可用于默认高电平和默认低电平输出。

第四步：评估可用设备

如果您已准备好将数字隔离器知识付诸实践，图1是一个简单的数字隔离器选择流程图，可帮助您确定适合您设计的器件。图 2 有助于指导您找到正确的封装指示符，图 3 显示了每个封装并排缩放。

图1：数字隔离器选择流程图

图2：数字隔离器封装类型选择流程图

图3：可用封装选项的比较

结论

数字隔离器产品有很多选择。了解您的系统和设计要求并利用本文中的资源将帮助您选择最适合您的设计的数字隔离器。选择“正确”的设备可以优化系统的整体设计 - 帮助您更轻松地满足法规要求，并在预算范围内开发可靠应用的能力。

审核编辑：汤梓红