ISO672x-Q1數(shù)字隔離器：高性能與可靠性的完美結(jié)合

在電子工程領(lǐng)域，數(shù)字隔離器對(duì)于保障系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。今天，我們將深入探討ISO672x-Q1系列數(shù)字隔離器，這是一款專為汽車應(yīng)用設(shè)計(jì)的高性能、雙通道數(shù)字隔離器，具有出色的電氣特性和豐富的功能。

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一、產(chǎn)品概述

ISO672x-Q1系列包括ISO6720-Q1、ISO6721-Q1和ISO6721R-Q1等型號(hào)，適用于對(duì)成本敏感且需要高達(dá)5000 (V{RMS})（DWV封裝）和3000 (V{RMS})（D封裝）隔離等級(jí)的應(yīng)用。這些器件經(jīng)過(guò)VDE、TUV、CSA和CQC認(rèn)證，具備高電磁抗擾度和低輻射，同時(shí)能有效隔離CMOS或LVCMOS數(shù)字I/O。

二、產(chǎn)品特性

（一）功能安全與認(rèn)證

• 功能安全能力：提供相關(guān)文檔，助力功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)，適用于ISO6720-Q1和ISO6721-Q1。
• AEC-Q100認(rèn)證：滿足器件溫度等級(jí)1要求，環(huán)境工作溫度范圍為 -40°C至 +125°C。
• 安全認(rèn)證：獲得DIN VDE V 0884-11:2017-01、UL 1577、IEC 62368-1、IEC 61010-1、IEC 60601-1和GB 4943.1-2011等多項(xiàng)安全認(rèn)證。

（二）電氣性能

• 高速數(shù)據(jù)傳輸：數(shù)據(jù)速率高達(dá)50 Mbps，能滿足大多數(shù)應(yīng)用的高速通信需求。
• 強(qiáng)大的隔離屏障：在1060 (V{RMS})工作電壓下具有高壽命，隔離等級(jí)最高可達(dá)5000 (V{RMS})，典型CMTI為±150 kV/μs。
• 寬電源范圍：支持1.71 V至1.89 V和2.25 V至5.5 V的電源電壓，可實(shí)現(xiàn)1.71-V至5.5-V的電平轉(zhuǎn)換。
• 低功耗與低延遲：每通道在1 Mbps時(shí)典型電流為1.8 mA，傳播延遲典型值為11 ns。

（三）電磁兼容性

• 高抗擾度：具備系統(tǒng)級(jí)ESD、EFT和浪涌抗擾能力，隔離屏障可承受±8 kV IEC 61000-4-2接觸放電保護(hù)。
• 低輻射：有效降低電磁輻射，減少對(duì)周圍電路的干擾。

（四）封裝與輸出選項(xiàng)

• 多種封裝形式：提供窄體SOIC（D-8）和寬體SOIC（DWV-8）封裝，方便不同應(yīng)用場(chǎng)景的布局。
• 默認(rèn)輸出狀態(tài)可選：ISO672x-Q1默認(rèn)輸出高電平，ISO672xF-Q1默認(rèn)輸出低電平。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

ISO672x-Q1系列數(shù)字隔離器廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，特別是在汽車和工業(yè)應(yīng)用中表現(xiàn)出色：

• 汽車領(lǐng)域：可用于混合動(dòng)力、電動(dòng)汽車和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)（EV/HEV），如電池管理系統(tǒng)（BMS）、車載充電器、牽引逆變器、DC/DC轉(zhuǎn)換器以及逆變器和電機(jī)控制等。
• 其他領(lǐng)域：還適用于電源、電網(wǎng)、電表、家電等應(yīng)用，為這些系統(tǒng)提供可靠的隔離保護(hù)。

四、詳細(xì)描述

（一）工作原理

ISO672x-Q1采用開關(guān)鍵控（OOK）調(diào)制方案，通過(guò)二氧化硅隔離屏障傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。發(fā)射器發(fā)送高頻載波表示一種數(shù)字狀態(tài)，不發(fā)送信號(hào)表示另一種數(shù)字狀態(tài)。接收器經(jīng)過(guò)先進(jìn)的信號(hào)調(diào)理和解調(diào)后，通過(guò)緩沖級(jí)輸出信號(hào)。

（二）功能模式

該系列器件具有多種功能模式，包括正常工作模式、默認(rèn)模式和電源故障模式。在不同的電源和輸入狀態(tài)下，輸出會(huì)呈現(xiàn)相應(yīng)的邏輯狀態(tài)，確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

（三）電磁兼容性設(shè)計(jì)

為了提高電磁兼容性，ISO672x-Q1采用了一系列先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)，如強(qiáng)大的ESD保護(hù)單元、低電阻連接、增強(qiáng)的高壓隔離電容、大尺寸片上去耦電容、隔離的PMOS和NMOS器件以及差分內(nèi)部操作等，有效降低了電磁干擾。

五、設(shè)計(jì)與應(yīng)用建議

（一）電源設(shè)計(jì)

為確保在數(shù)據(jù)速率和電源電壓下的可靠運(yùn)行，建議在輸入和輸出電源引腳（(V{CC1})和(V{CC2})）處使用0.1-μF的旁路電容，并盡量靠近電源引腳放置。如果應(yīng)用中只有單個(gè)初級(jí)側(cè)電源，可借助變壓器驅(qū)動(dòng)器為次級(jí)側(cè)生成隔離電源。

（二）布局設(shè)計(jì)

• PCB層數(shù)：為實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)化和低EMI的PCB設(shè)計(jì)，至少需要兩層板。若要進(jìn)一步改善EMI，可使用四層板，層疊順序?yàn)楦咚傩盘?hào)層、接地層、電源層和低頻信號(hào)層。
• 布線原則：高速走線應(yīng)布置在頂層，避免使用過(guò)孔；接地層應(yīng)緊鄰高速信號(hào)層，以提供低電感的回流路徑；電源層應(yīng)緊鄰接地層，增加高頻旁路電容；低速控制信號(hào)可布置在底層。

（三）典型應(yīng)用電路

以汽車應(yīng)用為例，ISO672x-Q1可與德州儀器的Piccolo?微控制器、CAN收發(fā)器、變壓器驅(qū)動(dòng)器和電壓調(diào)節(jié)器配合使用，構(gòu)建隔離的CAN接口。

六、總結(jié)

ISO672x-Q1系列數(shù)字隔離器憑借其卓越的性能、豐富的功能和可靠的安全性，為電子工程師在設(shè)計(jì)汽車和工業(yè)應(yīng)用時(shí)提供了理想的選擇。無(wú)論是高速數(shù)據(jù)傳輸、強(qiáng)大的隔離能力還是出色的電磁兼容性，都能滿足各種復(fù)雜應(yīng)用的需求。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，合理的電源設(shè)計(jì)和布局規(guī)劃將進(jìn)一步發(fā)揮該系列器件的優(yōu)勢(shì)，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。你在使用數(shù)字隔離器時(shí)遇到過(guò)哪些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。