ZHCADE5A November 2023 – January 2024 ISO6521
引言
隨著終端設備越來越追求減小整體產品尺寸，設計工程師不斷尋求能夠減小電路板尺寸且盡可能避免過度設計的小型封裝選項。例如，用于隔離系統的設計可能需要各種認證和隔離規(guī)格，但并非所有應用都有相同的要求。如果系統要求隔離電壓低于 200V，則可支持更簡單的隔離形式，且認證、爬電距離或間隙要求更少甚至沒有。為了助力此類應用，TI 現在推出了一款全新的數字隔離器系列 ISO65xx，它以小型封裝提供功能隔離。
什么是功能隔離？隔離等級或額定值各不相同，每個都有額外的保護層。功能、基本和增強型隔離指的是分配給電氣系統的絕緣額定級別，如表 1 中所列。功能隔離指的是系統需要極少隔離即可正常運行，但不能防止電擊。功能隔離的一個示例應用是斷開接地回路，從而引入噪聲電壓，導致系統數據通信出錯。TI 的新型功能隔離器（ISO6521）提供較低級別的保護，并在導電器件之間提供電隔離并斷開潛在的接地環(huán)路。
| 絕緣等級 | 認證描述 |
|---|---|
| 功能模式 | 設備正常運行需要絕緣。 |
| 基本型 | 針對電擊提供基本保護的絕緣。 |
| 輔助 | 除基本絕緣外可應用獨立絕緣，以便在基本絕緣出現故障時提供電擊防護。 |
| 雙精度 | 同時具有基本絕緣和輔助絕緣的絕緣。 |
| 增強型 | 在標準規(guī)定的條件下電擊防護等級等效于雙重絕緣的單一絕緣系統。 |
出于各種原因，現代電氣系統需要隔離。一些示例包括：在高壓系統中保護操作人員并防止損壞昂貴的處理器、中斷通信網絡中的接地回路，以及中斷與電機驅動或電源轉換器系統中的高側器件的通信。有關隔離等級的要求由 IEC、UL、TUV、CQC、VDE 等各種標準委員會通過嚴格的鑒定測試來支持，以確保隔離器件可用于存在電擊風險的高壓系統中。盡管某些系統需要這些鑒定，但在許多應用中，功能隔離就足夠了，而不需要隔離認證。
某些應用需要隔離，但不是出于安全原因。具有足夠功能隔離的應用的一個示例是控制氮化鎵 (GaN) FET。數字隔離器支持進行電平轉換以控制信號，同時承受隔離柵上的快速開關電壓。在這些類型的應用中，隔離器用于保持系統的正常功能。功能隔離器在該實現方案中是最為突出的空間優(yōu)化型設計。
此系列數字隔離器旨在為僅需要功能性隔離（小于 200VRMS）且不需要認證數字隔離器的應用提供低成本、小尺寸設計。ISO65xx 器件是業(yè)界超小型數字隔離器。例如，這些器件可用于沒有高爬電距離或間隙要求的緊湊型設計。有關增強型隔離、基本隔離和功能隔離的爬電距離和間隙值，請參閱表 2。與基本隔離封裝設計相比，ISO6521 非常小巧，可將封裝尺寸減小 80%。表 2 列出并比較了 TI 的數字隔離器封裝的尺寸。
| 增強型隔離 | 基礎型隔離 | 功能隔離 | |
|---|---|---|---|
| 爬電距離 | 4mm、8mm、14.5mm | 3.7mm、4mm、8mm | 2.2mm |
| 電氣間隙 | 4mm、8mm、14.5mm | 3.7mm、4mm、8mm | 2.2mm |
| 絕緣等級 | 包裝 | ||
|---|---|---|---|
| 增強型 |  |  |  |
| 基本型 | |  |  |
| 功能模式 |  (1) | ||
使用隔離器時，要了解安全限值，并在設計中采取措施以符合這些值。本應用簡報介紹了功能隔離的一些關鍵應用和注意事項。在評估 TI 的其他隔離式接口器件產品系列時，這些注意事項也很有用。有關所涵蓋主題的更深入解釋和分析，請參閱隔離技術文檔 中列出的相關技術文檔?？梢栽?TI 的隔離概述頁面和精密實驗室培訓中心找到涵蓋上述主題和類似隔離主題的視頻系列。