有關(guān)數字隔離器的七大設計問(wèn)題

1.基礎型和增強型數字隔離器至簡(jiǎn)的區別是什么？
 
基礎型數字隔離器必須根據組件級標準，通過(guò)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，比如大浪涌隔離電壓，VIOSM；大瞬態(tài)隔離電壓，VOITM；及大重復峰值隔離電壓，VIORM。增強型數字隔離器，除通過(guò)這些測試外，還必須通過(guò)小浪涌電壓測試等級 10,000 VPK.測試。

 
2.能為數字隔離器兩端施加不同的電壓?jiǎn)幔?/span>
 
可以。數字隔離器可以在建議的工作條件下為設備兩端供電。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(lái)說(shuō)，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）。除構建隔離外，通過(guò)這種方法，您還可以把數字隔離器用作邏輯電平轉換器。隔離器兩端相互獨立。
 
3.數字隔離器信號電壓可以異于它的電源電壓?jiǎn)幔?/span>
 
不能。數字隔離器的輸入/輸出信號電壓取決于它的電源電壓。因此，如果要使數字隔離器兼容它所對接的設備，應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，它對接微控制器（MCU），那么很重要的一點(diǎn)就是 MCU 信號也工作在 5V 邏輯電平。
 
4.無(wú)輸入信號的數字隔離器的邏輯狀態(tài)是什么？
 
如果數字隔離器的輸入通道無(wú)電壓或者說(shuō)引腳保留為浮置，它相應的輸出引腳為預定義狀態(tài)（稱(chēng)為默認狀態(tài)或故障保護狀態(tài)），可能為低，也可能為高，這取決于所選的設備。設備部件編號的后綴“F”，指示該隔離器輸出通道的默認狀態(tài)。例如，ISO7721DWR 中沒(méi)有 F，則表示該設備的默認狀態(tài)為高。同樣的，ISO7721FDWR 中有 F，則表示該設備的默認狀態(tài)為低。
 
5.能把數字隔離器沒(méi)用的通道引腳保留為浮置嗎？
 
不能。數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，但在應用中，浮置未用引腳會(huì )導致產(chǎn)品的抗噪度下降。
 
浮置的引腳尤其當系統進(jìn)行電磁兼容性（EMC）/免疫測試時(shí)，更易于拾取噪音。為使系統對此種噪音免疫，應將通道輸入鎖定在各自的默認邏輯狀態(tài)。
 
例如，對于 ISO7721DWR 來(lái)說(shuō)，做法是將不用的信號輸入引腳通過(guò)上拉電阻連接到它的 VCC（需選 4.7-kΩ 電阻）。對于 TI ISO7721FDWR，重要的是將不用的信號輸入引腳接至它的接地引腳。對于這兩種設備，所有不用通道的輸出引腳都不要連接。

 
6.如何確定數字隔離器的功耗？
 
您可以根據其數據表列出的規格來(lái)計算數字隔離器的功耗。找到與輸入電壓（2.5 V、3.3 V 和 5 V）對應的電源電流特性表。在這個(gè)表格中，找到接近于您的應用信號速度的數據傳輸率。數據表中將列出針對該特定數據傳輸率的電流消耗，分別作為隔離勢壘各端的電流（ICC1 和 ICC2）。將這兩個(gè)電流值相加，您將獲得工作條件下的設備總電流消耗。用這個(gè)總電流消耗除以數字隔離器的通道數，就得到了每個(gè)通道的電流消耗。某些數據表還分別提供每個(gè)通道的總供電電流。例如，ISO7041 數據表顯示了每通道參數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。
 
7.如何為數字隔離器構造隔離型電源？
 
為數字隔離器構造隔離型電源有幾種可選的方法；解決方案須視具體的應用需要而定。
 
一個(gè)選擇是使用 TI SN6501這樣的變壓器驅動(dòng)器，此種驅動(dòng)器可用于具有次級側變壓器和可選整流低壓差穩壓器的推挽式配置（圖 1）。SN6501的功率高達1.5 W，可作為隔離型電源。此設備具有高度靈活性，幾乎可用在所有應用中。這是因為變壓器和匝數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備提供隔離電源，則可使用 SN6505x 而不是 SN6501，獲得高達 5 W 的輸出功率。SN6505 具有額外的保護特性，例如過(guò)載和短路、熱關(guān)斷、軟啟動(dòng)和壓擺率控制等，方便設計人員構筑穩健的解決方案。
 

 
圖 1：運用 SN6501 構建 ISO7741 的隔離型電源
 
另一個(gè)針對空間受限應用的可選方法是ISOW78xx系列設備，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??；不需要變壓器，也易于通過(guò)認證。
 

圖 2：運用 ISOW7841 通過(guò)集成信號和電源打造數字隔離器