如何为数字隔离器构造隔离型电源?

gjhk001 · 发表于 2020-6-10 15:46:29

本帖最后由 gjhk001 于 2020-6-10 15:41 编辑

本文为大家整理了关于数字隔离器设计最常见问题清单。希望这份清单能帮助您理解隔离信号与电源的内容。

1、基础型和增强型数字隔离器的区别是什么？

基础型数字隔离器必须根据组件级标准，通过一套测试，如 Deutsches Institut für Normung (DIN) V Verband der Elektrotechnik,Elektronik und Informationstechnik (VDE) V 0884-11。DIN V VDE V 0884-11定义了隔离器可以耐受的电压水平，比如最大浪涌隔离电压VIOSM、最大瞬态隔离电压VOITM及最大重复峰值隔离电压VIORM。增强型数字隔离器，除通过这些测试外，还必须通过最小浪涌电压10,000 VPK测试。

2、能为数字隔离器两端施加不同的电压吗？

可以。数字隔离器可以在建议的工作条件下为设备两端供电。由于隔离势垒隔离了两端，每端均可在建议的工作条件下独立施加任意电压值。举例来说，可以为ISO7721 施加 3.3 V VCC1（在2.25 V -5.5 V 之间）和5 V VCC2（也在2.25 V - 5.5 V 之间）。除构建隔离外，通过这种方法，您还可以把数字隔离器用作逻辑电平转换器，隔离器两端相互独立。

3、数字隔离器信号电压可以异于它的电源电压吗？

不能。数字隔离器的输入/输出信号电压取决于它的电源电压。因此，如果要使数字隔离器兼容它所对接的设备，最好是保持信号电压与隔离器电源电压相同。例如，如果ISO7721 的电源电压为 5 V，而它对接微控制器（MCU），那么很重要的一点就是 MCU 信号也工作在 5V 逻辑电平。

4、无输入信号的数字隔离器的逻辑状态是什么？

如果数字隔离器的输入通道无电压或者说引脚保留为浮置，它相应的输出引脚为预定义状态（称为默认状态或故障保护状态）。输出引脚可能为低，也可能为高，这取决于所选的设备。设备部件编号的后缀“F”，指示该隔离器输出通道的默认状态。例如，ISO7721DWR中没有F，则表示该设备的默认状态为高。同样的，ISO7721FDWR中有F，则表示该设备的默认状态为低。

5、能把数字隔离器没用的通道引脚保留为浮置吗？

不能。数字隔离器未用通道的输入引脚可出于测试目的保留为浮置，但在应用中，浮置未用引脚会导致产品的抗噪度下降。

浮置的引脚尤其当系统进行电磁兼容性（EMC）/免疫测试时，更易于拾取噪音。为使系统对此种噪音免疫，最佳做法是将通道输入锁定在各自的默认逻辑状态。

例如，对于ISO7721DWR来说，最佳做法是将不用的信号输入引脚通过上拉电阻连接到它的VCC（首选4.7-kΩ电阻）。对于TI ISO7721FDWR，最好是将不用的信号输入引脚接至它的接地引脚。对于这两种设备，所有不用通道的输出引脚最好都不要连接。

6、如何确定数字隔离器的功耗？

根据其数据表列出的规格，可以计算出数字隔离器的功耗及找到与输入电压（2.5 V、3.3 V 和 5V）对应的电源电流特性表。在这个表格中，找到最接近于您的应用信号速度的数据传输率。数据表中将列出针对该特定数据传输率的电流消耗，分别作为隔离势垒各端的电流（ICC1 和 ICC2）。将这两个电流值相加，您将获得工作条件下的设备总电流消耗。用这个总电流消耗除以数字隔离器的通道数，就得到了每个通道的电流消耗。某些数据表还分别提供每个通道的总供电电流。例如，ISO7041 数据表显示了每通道参数总供电电流下的典型电流消耗为4.2 µA，它是ICC1(ch)与ICC2(ch)电流的和。