2019年，德州儀器LukeTrowbridge發(fā)表了關(guān)于數(shù)字隔離器的七大問題，如今這篇文章已經(jīng)更新，額外增加了兩個相關(guān)問題，讓我們看一下LukeTrowbridge的最新觀點。該文章將有助于您為設(shè)計合格電源快速選擇合適的隔離器。

1、基礎(chǔ)型和增強型數(shù)字隔離器的區(qū)別是什么？

基礎(chǔ)型數(shù)字隔離器必須根據(jù)組件級標(biāo)準(zhǔn)，通過一套測試，如 Deutsches Institut für Normung (DIN) V Verband der Elektrotechnik,Elektronik und Informationstechnik (VDE) V 0884-11。DIN V VDE V 0884-11定義了隔離器可以耐受的電壓水平，比如最大浪涌隔離電壓VIOSM、最大瞬態(tài)隔離電壓VOITM及最大重復(fù)峰值隔離電壓VIORM。增強型數(shù)字隔離器，除通過這些測試外，還必須通過最小浪涌電壓10,000 VPK測試。

2、數(shù)字隔離器的選型步驟有哪些？

第一步是了解系統(tǒng)的隔離規(guī)范要求。雖然需求有時看起來像是一個開放的列表，但是有一些關(guān)鍵的方面需要考慮，這些方面與隔離設(shè)計相關(guān)。

其中包括以下幾個要素：

絕緣耐壓（VISO）

工作電壓（VIOMM）

浪涌隔離等級（VIOSM）

爬電/間隙

共模瞬態(tài)抗擾度（CMTI）

功率消耗

數(shù)據(jù)速率

一旦縮小了數(shù)字隔離器的規(guī)格要求，下一步就是考慮不同的封裝選項。

當(dāng)涉及到隔離時，封裝會產(chǎn)生很大的不同，因為封裝的尺寸和特性直接影響到設(shè)備的高壓性能。在選擇合適的封裝時，上面討論的一些相同的高壓要求（爬電、間隙、工作電壓、浪涌電壓、隔離耐壓）可以發(fā)揮作用。具有更寬爬電間隙的更大尺寸封裝產(chǎn)品支持更高的隔離電壓規(guī)格。

如果您的系統(tǒng)的管理要求可以通過更小的封裝選項來滿足，那么您可以考慮使用這個選項來幫助節(jié)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(shù)越多，封裝尺寸就會越大。

在規(guī)格、要求和封裝之后，考慮信號需要多少通道以及每個信號的發(fā)送方向也很重要。這將有助于確定所需的信道配置。下一步，考慮您在設(shè)計中更喜歡的默認(rèn)輸出狀態(tài)（或故障保護(hù)狀態(tài)）。這決定了當(dāng)數(shù)字隔離器的輸入通道沒有電源或引腳保持浮置時，輸出引腳所處的預(yù)定義狀態(tài)是高還是低。

3、如何找到合適的器件？

一旦您記住了您的關(guān)鍵要求，圖1是一個簡單的數(shù)字隔離器選擇流程圖，可以幫助您確定適合您的設(shè)計的設(shè)備。

圖1:TI數(shù)字隔離器選擇流程圖

而下面的產(chǎn)品特性匯總，也有助于了解有關(guān)TI數(shù)字隔離器的更多信息：

ISO67xx：成本敏感應(yīng)用的基本和強化數(shù)字隔離器。

ISO77xx：基本和強化數(shù)字隔離器。

ISO78xx：最高隔離等級，最寬爬電/間隙，增強型數(shù)字隔離器。

ISO70xx：超低功耗數(shù)字隔離器。

ISO73xx：低功耗，低抖動數(shù)字隔離器。

ISO76xx：高速，150 Mbps數(shù)字隔離器。

4、能為數(shù)字隔離器兩端施加不同的電壓嗎？

可以。數(shù)字隔離器可以在建議的工作條件下為設(shè)備兩端供電。由于隔離勢壘隔離了兩端，每端均可在建議的工作條件下獨立施加任意電壓值。舉例來說，可以為ISO7721 施加 3.3 V VCC1（在2.25 V -5.5 V 之間）和5 V VCC2（也在2.25 V - 5.5 V 之間）。除構(gòu)建隔離外，通過這種方法，您還可以把數(shù)字隔離器用作邏輯電平轉(zhuǎn)換器，隔離器兩端相互獨立。

5、數(shù)字隔離器信號電壓可以異于它的電源電壓嗎？

不能。數(shù)字隔離器的輸入/輸出信號電壓取決于它的電源電壓。因此，如果要使數(shù)字隔離器兼容它所對接的設(shè)備，最好是保持信號電壓與隔離器電源電壓相同。例如，如果ISO7721 的電源電壓為 5 V，而它對接微控制器（MCU），那么很重要的一點就是 MCU 信號也工作在 5V 邏輯電平。

6、無輸入信號的數(shù)字隔離器的邏輯狀態(tài)是什么？

如果數(shù)字隔離器的輸入通道無電壓或者說引腳保留為浮置，它相應(yīng)的輸出引腳為預(yù)定義狀態(tài)（稱為默認(rèn)狀態(tài)或故障保護(hù)狀態(tài)）。輸出引腳可能為低，也可能為高，這取決于所選的設(shè)備。設(shè)備部件編號的后綴“F”，指示該隔離器輸出通道的默認(rèn)狀態(tài)。例如，ISO7721DWR中沒有F，則表示該設(shè)備的默認(rèn)狀態(tài)為高。同樣的，ISO7721FDWR中有F，則表示該設(shè)備的默認(rèn)狀態(tài)為低。

7、能把數(shù)字隔離器沒用的通道引腳保留為浮置嗎？

不能。數(shù)字隔離器未用通道的輸入引腳可出于測試目的保留為浮置，但在應(yīng)用中，浮置未用引腳會導(dǎo)致產(chǎn)品的抗噪度下降。

浮置的引腳尤其當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行電磁兼容性（EMC）/免疫測試時，更易于拾取噪音。為使系統(tǒng)對此種噪音免疫，最佳做法是將通道輸入鎖定在各自的默認(rèn)邏輯狀態(tài)。

例如，對于ISO7721DWR來說，最佳做法是將不用的信號輸入引腳通過上拉電阻連接到它的VCC（首選4.7-kΩ電阻）。對于TI  ISO7721FDWR，最好是將不用的信號輸入引腳接至它的接地引腳。對于這兩種設(shè)備，所有不用通道的輸出引腳最好都不要連接。

8、如何確定數(shù)字隔離器的功耗？

根據(jù)其數(shù)據(jù)表列出的規(guī)格，可以計算出數(shù)字隔離器的功耗及找到與輸入電壓（2.5 V、3.3 V 和 5V）對應(yīng)的電源電流特性表。在這個表格中，找到最接近于您的應(yīng)用信號速度的數(shù)據(jù)傳輸率。數(shù)據(jù)表中將列出針對該特定數(shù)據(jù)傳輸率的電流消耗，分別作為隔離勢壘各端的電流（ICC1 和 ICC2）。將這兩個電流值相加，您將獲得工作條件下的設(shè)備總電流消耗。用這個總電流消耗除以數(shù)字隔離器的通道數(shù)，就得到了每個通道的電流消耗。某些數(shù)據(jù)表還分別提供每個通道的總供電電流。例如，ISO7041 數(shù)據(jù)表顯示了每通道參數(shù)總供電電流下的典型電流消耗為4.2 μA，它是ICC1(ch)與ICC2(ch)電流的和。

9、如何為數(shù)字隔離器構(gòu)造隔離型電源？

為數(shù)字隔離器構(gòu)造隔離型電源有幾種可選的方法；最佳解決方案須視具體的應(yīng)用需要而定。

一個選擇是使用TI SN6501這樣的變壓器驅(qū)動器，此種驅(qū)動器可用于具有次級側(cè)變壓器和可選整流低壓差穩(wěn)壓器的推挽式配置（圖2）。SN6501的功率高達(dá)1.5 W，可作為隔離型電源。此設(shè)備具有高度靈活性，幾乎可用在所有應(yīng)用中。這是因為變壓器和匝數(shù)比能為電源提供必要的隔離等級和輸出電壓。如果您需要為其他設(shè)備提供隔離電源，則可使用SN6505x而不是SN6501，獲得高達(dá)5 W 的輸出功率。SN6505具有額外的保護(hù)特性，例如過載和短路、熱關(guān)斷、軟啟動和壓擺率控制等，方便設(shè)計人員構(gòu)筑穩(wěn)健的解決方案。

圖2：運用SN6501構(gòu)建ISO7741的隔離型電源

另一個針對空間受限應(yīng)用的可選方法是ISOW78xx系列設(shè)備，包括ISOW7841，該系列可在16引腳小型塑封集成電路封裝中提供信號和電源隔離。如圖2所示，這種組合占空間小；不需要變壓器，也易于通過認(rèn)證。

圖3：運用ISOW7841通過集成信號和電源打造數(shù)字隔離器

數(shù)字隔離技術(shù)憑借其高可靠性和高速性，已經(jīng)得到了市場的廣泛認(rèn)可，關(guān)于數(shù)字隔離技術(shù)的未來，還將有不斷更新，敬請期待。