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基于STMicroelectronics ISO808电隔离式8通道驱动器的技术解析与应用指南

科技观察员 2025-10-27 14:06 次阅读
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STMicroelectronics ISO808电流隔离8通道驱动器可用于驱动一侧接地的任何负载。每个驱动器包含两个独立的电源隔离式电压域(VCC 和VDD 用于工艺和控制逻辑阶段)。这些驱动器具有低供电电流、最大45V工艺阶段电源电压、每通道0.125Ω开路状态电阻(典型值)RDS(ON) 、禁用IC输出的重置功能、高共模瞬态免疫性和输出通道的短路保护。ISO808驱动器还提供每通道过热保护、独立的通道热保护、外壳过热保护、过电压保护以及接地和VCC 保护失效保护。

数据手册:*附件:STMicroelectronics ISO808电隔离式8通道驱动器数据手册.pdf

ISO808驱动器包括一个额外的外壳温度传感器,可保护整个芯片免受过热(OVC事件)的影响。未过载的通道将继续正常运行。这些驱动器还包括接地保护、VCC 和VDD UVLO(具有迟滞)以及嵌入式看门狗功能。ISO808驱动器可用于可编程逻辑控制、工业PC外围输入/输出和数控机床。

特性

  • 感应负载快速去磁VDEMAG(TYP) = VCC - 54V
  • 工艺和逻辑侧供电电流低
  • 欠电压关机,具备自动重启和迟滞功能
  • 逻辑侧5V和3.3V TTL/CMOS和MCU兼容的I/O接口
  • 通用输出启用/禁用引脚
  • IC输出禁用的重置功能
  • 高共模瞬态抗扰度
  • 每个通道的过热保护,且各通道之间具有热独立性
  • 外壳过热保护
  • 过电压保护(VCC 钳位)
  • 接地和VCC 保护失效
  • 常见故障开漏诊断
  • 设计符合IEC 61000-4-2、IEC 61000-4-4、IEC 61000-4-5和IEC 61000-4-8标准
  • 通过UL1577和UL508认证
  • PowerSO-36封装

框图

1.png

基于STMicroelectronics ISO808电隔离式8通道驱动器的技术解析与应用指南


一、产品核心特性解析

ISO808/ISO808-1是意法半导体推出的电隔离八通道高端功率固态继电器,专为高感性负载设计,其技术亮点如下:

1.1 关键电气参数

  • 工作电压范围
    • 过程侧(VCC):9.2V至36V
    • 逻辑侧(VDD):2.75V至5.5V(兼容3.3V/5V TTL/CMOS)
  • 导通电阻‌:0.125Ω(典型值,TJ=25℃),低温漂特性确保高温环境下稳定性
  • 输出电流能力
    • ISO808:单通道持续电流<0.7A
    • ISO808-1:单通道持续电流<1A

1.2 多重保护机制

  • 短路保护‌:硬件级电流限制(ISO808: 0.7A min, ISO808-1: 1A min)
  • 独立通道过热保护‌:结温触发点TJSD=150-200℃,复位阈值TJR=150℃
  • 欠压锁定(UVLO) ‌:VCC开启阈值8.4-9.2V,关断阈值7.7-8.1V,带0.15V迟滞
  • VCC钳位保护‌:47-57V@20mA

二、硬件设计要点

2.1 隔离架构设计

  • 双重隔离域‌:逻辑侧(VDD/GNDDD)与过程侧(VCC/GNDCC)完全电气隔离
  • 高共模瞬态抗扰度‌:支持±25V/ns的瞬态电压变化
  • 绝缘标准‌:符合UL1577、UL508认证,隔离电压达1500VPEAK

2.2 接口控制模式

  • 直接控制模式(DCM)
    SYNC与LOAD引脚短接,输入信号直接控制输出,适用于实时性要求高的场景。时序参数:
    • 传输延迟td(ON)/td(OFF):15-43μs
    • 输入脉冲宽度tw(IN)≥20μs
  • 同步控制模式(SCM)
    独立驱动SYNC/LOAD引脚,可同步多器件输出,抖动仅6μs。关键时序:
    • LOAD设置时间tsu(LOAD)≥80ns
    • SYNC脉冲宽度tw(SYNC)≥195μs

2.3 保护电路设计

  • 反向极性保护
    • 方案1:GND串联电阻RGND≥VCC/IGNDCC
    • 方案2:GND并联二极管VRRM>|VCC|)

三、典型应用场景

3.1 工业控制系统

  • PLC数字量输出模块‌:兼容IEC 61131-2标准
  • 数控机床‌:支持电磁阀、继电器线圈等感性负载驱动

3.2 负载适配方案

  • 阻性负载‌:直接驱动,注意瞬时功耗
  • 感性负载‌:利用内部VDEMAG(VCC-54V典型值)实现快速退磁
  • 容性负载‌:限制涌流,配合软启动电路

四、设计陷阱规避

4.1 热管理误区

  • 结-壳热阻‌:Rth j-case=0.8°C/W,需确保散热器接触良好
  • 多通道独立保护‌:避免因单通道故障导致全局过热

4.2 时序兼容性问题

  • 时钟域同步‌:逻辑侧与过程侧时钟需满足tINLD≤80ns

五、测试验证方法

  1. 逻辑分析仪捕获‌:验证LOAD/SYNC/INx引脚时序是否符合Table 9规范
  2. 热成像检测‌:验证多通道同时工作时的温度分布
  3. 绝缘耐压测试‌:按Table 12要求进行输入6645输出间1500VPEAK耐压测试
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