Infineon ISOFACE™ 双通道数字隔离器评估板使用指南

在高压应用中，隔离技术至关重要，它不仅能保障安全，还能提升电气抗噪能力。英飞凌科技推出的 ISOFACE™ 双通道数字隔离器系列产品，以其卓越的性能满足了市场对隔离产品不断增长的需求。为了方便工程师对这些产品进行评估，英飞凌还提供了 EVAL_ISO_2DIB0410F 评估板。下面，我们就来详细了解一下这些产品。

文件下载：Infineon Technologies EVAL_ISO_2DIB0410F评估板.pdf

英飞凌 ISOFACE™ 双通道数字隔离器介绍

ISOFACE™ 双通道数字隔离器基于无芯变压器（CT）技术，采用两个堆叠的线圈，中间以 $SiO_{2}$ 作为绝缘材料，具备诸多出色特性：

1. 封装与环保：符合 RoHS 标准的 PG - DSO - 8 窄体 150 mil 封装，尺寸为 5x4 mm，兼顾了环保与紧凑设计。
2. 高抗干扰能力：共模瞬态抗扰度大于 100 kV/µs，能在复杂电磁环境中稳定工作。
3. 宽电压范围：工作电压范围为 2.7 至 6.5 V（绝对最大 7.5 V），可适应多种电源条件。
4. 精准定时：典型传播延迟为 26 ns，偏差为 - 4/+6 ns，确保信号传输的准确性。
5. 低功耗：在 3.3 V 和 1 Mbps 条件下，最大功耗仅 3.3 mA，有助于降低系统能耗。
6. 输入阈值选项：提供 CMOS 可变和 TTL 固定输入阈值选项，满足不同应用需求。
7. 引脚兼容性：与市场上所有 SOIC - 8 窄体封装（150 mil）的双通道数字隔离器产品引脚兼容，方便替换和升级。

该系列产品包含多种变体，如 2DIB0400F、2DIB0401F 等，不同变体在通道配置、输入阈值、默认输出状态和隔离等级等方面有所差异。其目标应用广泛，涵盖电信和服务器电源系统中的 DC - DC 模块、集成功率级氮化镓（GaN - IPS）的高端浮动 PWM 信号传输以及隔离式 UART 和 CAN 通信等领域。

EVAL_ISO_2DIB0410F 评估板

整体概述

评估板默认组装了数字隔离器 ISOFACE™ 2DIB0410F（2 + 0，TTL 输入阈值，默认输出低）变体，也可用于评估该双通道数字隔离器系列的其他产品变体，但这些变体需单独订购。评估板采用四层 PCB 设计，使用标准 FR - 4 类环氧树脂作为 PCB 材料，旨在实现高 EMC 性能，即使在高速数据操作下也能稳定运行。

板层堆叠

为了在高达 40 Mbit/s 的高速数据率下实现低 EMI 性能，评估板采用了四层 PCB 设计：

1. 第一层（高速层）：用于高速信号走线，如信号输入和输出。
2. 第二层（接地层）：位于中间，提供屏蔽效果，减少信号干扰。
3. 第三层（电源层）：为数字隔离器的所有电源走线服务，确保电源稳定供应。
4. 第四层（接地层）：由于没有低速信号走线，该层作为接地层，进一步增强屏蔽效果。

原理图与布局

评估板提供了详细的原理图和布局图。在布局方面，中间的隔离屏障宽度为 4 mm，各层均有设置，且该区域内无走线、焊盘或过孔，以保证隔离效果。

评估板特性

1. 信号测量支持：支持使用高速探头测量所有电源、输入和输出信号，但相应的连接器需单独组装。
2. SMA 连接器支持：支持边缘安装的同轴（SMA）连接器，同样，SMA 连接器也需单独组装。
3. 引脚易访问性：输入和输出引脚易于访问，方便连接额外的滤波器、负载以及上拉和下拉电阻等组件，不过这些组件也需单独组装。

功能描述

连接方式

电源连接

评估板提供两个电源连接（VDD1 和 VDD2），分别为数字隔离器的两侧提供电源。每个电源连接都有边缘安装的 SMA 连接器和端子块可供选择，使用 SMA 连接器时需组装相应的跳线。同时，为了测量电源信号，还设计了用于高速探头连接的排针。此外，在数字隔离器的每一侧都设计了三个旁路电容，以减少电源线上的噪声。

信号连接

每个通道有两个输入和两个输出连接，根据组装的产品变体不同，输入和输出连接的配置也有所不同。以 2 + 0 数字隔离器 ISOFACE™ 2DIB0410F 为例，每个输入和输出都有边缘安装的 SMA 连接器和端子块，使用 SMA 连接器时需组装相应的跳线，端子块也可用于连接高速探头进行监测。对于 1 + 1 数字隔离器 ISOFACE™ 2DIB1410F，也有相应的信号连接配置示例。

配置选项

为了方便评估，每个数据通道（A 和 B）的输入和输出连接都可以单独配置，包括阻抗匹配、负载和上拉/下拉电阻等。每个数据通道在输入和输出侧都有三个下拉电阻和一个上拉电阻，结合 SMA 连接器的跳线，可对每个输入和输出进行单独的阻抗匹配。此外，还可以为每个输入数据通道组装输入滤波电容，为每个输出数据通道组装输出负载电容。

操作与典型波形

评估板通常使用两个隔离的直流电源进行操作。文档中给出了典型的操作配置图以及在 200 kHz 和 1 MHz PWM 下测量的输入和输出波形示例，方便工程师观察和分析信号传输情况。

高压能力

该评估板设计符合 3000 VRMS 基本隔离规范，不建议进行超过 3000 VRMS 的高压测试。同时，需要注意的是，该评估板并非用于评估任何高压安全功能，否则可能导致人身伤害、死亡或财产损失。

物料清单

文档提供了评估板的详细物料清单，包括电容、电阻、数字隔离器、连接器等组件的数量、型号、制造商等信息，方便工程师进行采购和组装。

英飞凌的 ISOFACE™ 双通道数字隔离器及其评估板为工程师在高压应用设计中提供了强大的工具和可靠的解决方案。通过对评估板的使用和对产品性能的评估，工程师可以更好地选择适合自己应用的隔离器产品。在实际设计过程中，你是否遇到过类似隔离器应用的难题呢？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验。