更多接口更高集成 TI電容隔離技術(shù)帶來更高可靠性

在汽車領(lǐng)域，人們對數(shù)據(jù)傳輸帶寬要求的不斷增加，傳統(tǒng)的CAN總線由于帶寬的限制難以滿足這一需求。BOSCH公司推出的CAN FD(靈活數(shù)據(jù)速率)繼承了CAN總線的主要特性，還彌補(bǔ)了CAN總線帶寬和數(shù)據(jù)場長度的制約。

近日，德州儀器(TI)推出支持這一標(biāo)準(zhǔn)的兩款新型隔離式收發(fā)器ISO1042和ISO1042-Q1。CAN FD總線的優(yōu)勢主要有兩個方面：采用兩種位速率：從控制場中的BRS位到ACK場之前為可變速率，其余部分為原CAN總線用的速率。CAN FD對數(shù)據(jù)場的長度作了很大的擴(kuò)充，DLC最大支持64個字節(jié)。TI隔離器產(chǎn)品線產(chǎn)品市場工程師Neel Seshan表示：在電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、電機(jī)驅(qū)動和樓宇自動化等采用CAN FD總線的工業(yè)應(yīng)用，以及混合動力汽車和純電動汽車中，ISO1042和ISO1042-Q1可以實現(xiàn)比同類產(chǎn)品更高的工作電壓、比CAN總線更快的通信速度，更好地保護(hù)低壓電路。

圖：TI隔離器產(chǎn)品線產(chǎn)品市場工程師Neel Seshan

據(jù)Neel Seshan介紹，TI電容隔離產(chǎn)品的最大優(yōu)勢是結(jié)合了最高工作電壓和最高可靠性，可延長系統(tǒng)壽命并提供保護(hù)。與光電隔離采用的環(huán)氧樹脂、變壓器隔離采用的聚酰亞胺相比，TI電容隔離采用的隔離材料二氧化硅在工業(yè)中具有最高的介電強(qiáng)度。除此之外，由于二氧化硅并非有機(jī)材料，其特性隨溫度和濕度的變化非常小，非常穩(wěn)定，也確保了TI電容隔器件的可靠性。

如以下電氣原理圖，TI新一代的增強(qiáng)型電容隔離器件內(nèi)部有兩個硅內(nèi)核，每個都有電容信號，信號從左側(cè)線路里進(jìn)入，首先通過調(diào)制經(jīng)過第一個隔離器，再通過綁定引線進(jìn)入第二個隔離器，耦合到第二個硅內(nèi)核，經(jīng)過解調(diào)成為電信號。

圖：增強(qiáng)型隔離器采用邏輯輸入和輸出緩沖器，由雙電容二氧化硅隔離屏障隔開

ISO1042和ISO1042-Q1也提供業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的抗擾度和低輻射水平。ISO1042和ISO1042-Q1的共模瞬變抗擾度(CMTI)為85kV/us，具有±8kV的高ESD保護(hù)性能，采用國際電工委員會測試標(biāo)準(zhǔn)，可幫助工程師設(shè)計出能夠在嘈雜環(huán)境下保持正常運行的電子設(shè)備。其超低EMC輻射有效保證系統(tǒng)信號的完整性。ISO1042-Q1 符合汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(IEC TS62228)，可實現(xiàn)穩(wěn)健的EMC。

除了CAN FD和傳統(tǒng)的CAN接口，TI的隔離式接口還支持包括I2C、RS-485、LVDS等多種標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)了解，TI最近兩年已經(jīng)陸續(xù)推出上百款隔離器件，可以提供完整的隔離產(chǎn)品組合。其中，基礎(chǔ)的數(shù)字隔離器與數(shù)字隔離器+隔離電源可通過隔離柵傳輸高達(dá)100Mbps的比特流。隔離柵極驅(qū)動用于有效地為MOSFET、IGBT和SiCFET柵極充電。隔離ADC和隔離放大器用于隔離和監(jiān)控高壓節(jié)點上的電壓/電流/溫度參數(shù)，用于控制和計量應(yīng)用。

TI的隔離ADC系列近日也有新器件推出。面向工廠自動化、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、鐵路運輸及電機(jī)驅(qū)動應(yīng)用的隔離電壓測量而設(shè)計的新款增強(qiáng)型隔離放大器ISO224具有業(yè)內(nèi)最高的精度和工作電壓，同時使用壽命極長。

Neel Seshan介紹了ISO224的三大特色。憑借TI的電容隔離技術(shù)，ISO224擁有極長的使用壽命，同時工作電壓高出隔離行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求50%，共模瞬態(tài)抗擾度(CMTI)高達(dá)80kV/µs，并能在-55°C到+125℃的擴(kuò)展工業(yè)溫度范圍內(nèi)可靠運行。此外，ISO224能夠?qū)?plusmn;10V電壓信號實現(xiàn)更準(zhǔn)確的檢測，與同類競爭器件相比，它的非線性度高出25%，增益誤差降低8倍，漂移偏移更低，系統(tǒng)反應(yīng)速度也更快。利用5V電壓輸入，其輸出支持直接連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器。ISO224的高側(cè)單電源可實現(xiàn)集成電壓檢測，進(jìn)而簡化了設(shè)計和系統(tǒng)級診斷。

值得一提的是，ISO1042和ISO1042-Q1較同類產(chǎn)品尺寸縮小35%，而ISO224封裝尺寸比舊款I(lǐng)SO12x放大器縮小60%，能有效幫助工程師節(jié)省電路板空間。