TPSI2072-Q1 具有 2mA 雪崩额定值的汽车类双通道 600V 50mA 隔离开关数据手册

TPSI2072-Q1 是一款双通道隔离固态继电器，专为高压汽车和工业应用而设计。TPSI2072-Q1 将 TI 的高可靠性电容隔离技术与内部背靠背 MOSFET 相结合，形成一个完全集成的解决方案，无需次级侧电源。TPSI2072-Q1 提高了系统可靠性，因为 TI 的电容隔离技术不会受到机械继电器和光继电器元件中常见的机械磨损或光降解故障模式的影响。

该器件的初级侧仅由 9 mA 的输入电流供电，并包含故障安全 EN1 和 EN2 引脚，防止了任何反向为 VDD 电源供电的可能性。在大多数应用中，器件的 VDD 引脚应连接到 4.5 V–20 V 之间的系统电源，器件的 EN1 和 EN2 引脚应由 GPIO 输出驱动，逻辑 HI 在 2.1 V–20 V 之间。在其他应用中，VDD、EN1 和 EN2 引脚可以直接由系统电源或 GPIO 输出一起驱动。
*附件：tpsi2072-q1.pdf

次级侧的每个通道都由背靠背 MOSFET 组成，从 SM 到 S1 和 SM 到 S2 的断态电压为 +/-600 V。TPSI2072-Q1 MOSFET 的雪崩稳健性和热敏封装设计使其能够稳健地支持系统级介电耐压测试 （HiPot） 和高达 2 mA 的直流快速充电器浪涌电流，而无需任何外部元件。

特性

• 适用于汽车应用
  • AEC-Q100 1 级：-40 至 125°C T A
• 集成雪崩额定 MOSFET
  • 专为介电耐压测试 （Hi-Pot） 的可靠性而设计和认证
    • I AVA = 2mA（5 秒脉冲），1 mA（60 秒脉冲）
    • V HIPOT，5s = 4300V（R 系列> 1.83MΩ
    • V HIPOT，5 秒 = 2850 V，R 系列> 1.1 MΩ
  • 600V 断态电压
  • R 导通 = 65-Ω （T J = 25°C）
  • I OFF = 500V 时为 1μA （T J = 105°C）
• 初级侧电源电流低
  • 5mA 单通道、9mA 双通道导通状态电流
• 功能安全能力
  • 提供有助于 ISO 26262 和 IEC 61508 系统设计的文档
• 坚固的隔离栅：

  • 1000 V RMS / 1500 V 直流工作电压下的预计使用寿命为 26 年

  • 隔离额定值，V ISO，高达 3750 V RMS / 5300 V DC
• SOIC 11 引脚 （DWQ） 封装，具有宽引脚，可提高热性能
  • 爬电距离和电气间隙≥ 8 mm（初级-次级）
  • 爬电距离和间隙≥ 3mm（跨开关端子）
• 安全相关认证
  • （计划中）DIN VDE V 0884-11：2017-01 标准
  • （计划中）UL 1577 组件认可计划

参数

方框图

1. 产品概述

TPSI2072-Q1 是一款双通道 600V、50mA 的汽车级隔离开关，专为高电压切换应用设计，特别适用于需要跨越隔离屏障或电气隔离域切换的场合，如能量存储系统（ESS）和太阳能电池板阵列。

2. 主要特性

• ‌双通道隔离开关‌：支持双通道高电压切换。
• ‌高电压范围‌：支持 -600V 至 600V 的高电压切换。
• ‌低电流能力‌：最大连续电流 50mA。
• ‌宽输入电压范围‌：VDD 输入电压范围为 4.5V 至 20V。
• ‌逻辑电平输入‌：EN1 和 EN2 支持 2.1V 至 20V 的逻辑高电平。
• ‌安全认证‌：计划获得多项安全认证，包括 VDE、CSA、UL、CQC 和 TUV。

3. 电气规格

3.1 绝对最大额定值

• VDD 电压：20V
• S1、S2 和 SM 电压：±600V
• 结温：150°C
• 储存温度：-55°C 至 150°C

3.2 推荐操作条件

• VDD 电压：5V ± 10%
• EN1、EN2 电压：2.1V 至 20V
• 结温：-40°C 至 125°C
• 环境温度：-40°C 至 125°C

3.3 电气特性

• VDD 欠压锁定阈值（上升）：4V 至 4.4V
• VDD 欠压锁定阈值（下降）：3.9V 至 4.3V
• VDD 电流（单通道开启）：56mA（25°C），6.5mA（-40°C 至 150°C）
• VDD 电流（双通道开启）：911mA（25°C），12mA（-40°C 至 150°C）
• MOSFET 导通电阻（S1-SM 或 SM-S2）：65mΩ 至 140mΩ（25°C 至 150°C）
• MOSFET 关断泄漏电流：0.02µA 至 50µA（500V 至 600V，25°C 至 150°C）

4. 功能描述

• ‌隔离功能‌：通过电容隔离屏障实现电气隔离。
• ‌安全特性‌：包括过压保护、欠压锁定和热关断保护。
• ‌使能输入‌：EN1 和 EN2 为故障安全输入，无需与 VDD 引脚电源来自同一域。
• ‌高频操作‌：内部振荡器控制驱动器的操作频率，SSM 控制器改变驱动器频率以改善系统 EMC 性能。

5. 应用信息

• ‌典型应用‌：用于绝缘电阻监测、高电压切换和电气隔离应用。
• ‌参考设计‌：提供多个参考设计，如 TIDA-010232，帮助用户快速上手高电压应用。

6. 布局与热设计

• ‌布局指南‌：提供详细的布局建议，包括电容返回路径和电感组件的使用，以减少 EMI 并优化热性能。
• ‌热设计‌：建议使用浮动内层平面作为热释放路径，以在高压测试期间提供热缓解。

7. 封装与订购信息

• ‌封装类型‌：SOIC-11 封装。
• ‌订购信息‌：提供详细的订购信息和封装尺寸图。