Texas Instruments TPSI2072-Q1双通道隔离式固态继电器（SSR）设计用于高压汽车和工业应用。TPSI2072-Q1采用TI的高可靠性电容隔离技术，与内部背对背MOSFET，形成无需二次侧电源的完全集成解决方案。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电继电器元件常见的机械磨损或光电衰减故障模式的影响。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPSI2072-Q1双通道隔离式固态继电器数据手册.pdf

该器件的一次侧仅由9mA输入电流供电，并集成故障安全EN1和EN2引脚，防止为VDD 电源供电。在大多数应用中，器件的VDD 引脚应连接到4.5V至20V的系统电源，器件的EN1和EN2引脚应由GPIO输出驱动，逻辑高电平范围为2.1V至20V。在其他应用中，VDD 、EN1和EN2引脚可直接由系统电源或GPIO输出驱动。

二次侧的每个通道均由背对背MOSFET组成，关态电压为+/-600V（SM至S1和S2）。TPSI2072-Q1 MOSFET的雪崩稳健性和热敏感封装设计使其能够可靠地支持系统级电介质耐压测试 (HiPot)，并且无需任何外部元件即可承受高达2mA的直流快速充电器浪涌电流。

特性

• 符合汽车应用标准
  • 符合AEC-Q100 1级（-40至125°C T A ）
• 集成耐雪崩MOSFET
  • 设计且符合标准，可靠性高，适用于介电耐压测试（耐压）
    • IAVA = 2mA（5s脉冲），1mA（60s脉冲）
    • V HIPOT ，5s = 4300V，Rseries > 1.83MΩ
    • V HIPOT ，5s = 2850V，Rseries > 1.1MΩ
  • 关态电压：600V
  • RON = 65Ω（TJ = 25°C)
  • IOFF = 1µA（500V时，TJ = 105°C）
• 一次侧电源电流低
  • 5mA单通道、9mA双通道导通状态电流
• 确保功能安全
  • 可帮助进行ISO 26262和IEC 61508系统设计的文档
• 稳健可靠的隔离栅
  • 在1000V RMS /1500VDC 工作电压下，预计使用寿命为26年
  • 隔离等级V ISO ，高达3750V RMS /5300VDC
• SOIC 11引脚（DWQ）封装，具有宽引脚，可提高散热性能
  • 爬电距离和间隙 ≥8mm（初级-次级）
  • 爬电距离和间隙≥3mm（开关端子之间）
• 安全相关认证
  • （计划）DIN VDE V 0884-11:2017-01
  • （计划）UL 1577组件认证计划

简化应用原理图

TPSI2072-Q1双通道隔离式固态继电器技术解析与应用指南

一、产品概述

TPSI2072-Q1是德州仪器(TI)推出的汽车级双通道隔离固态继电器，专为高电压汽车和工业应用设计。该器件采用TI可靠的电容隔离技术与背靠背MOSFET结合，形成完全集成的解决方案，无需次级侧电源供电。关键特性包括：

• ‌600V耐压与50mA电流能力‌：支持高压测量和绝缘监测
• ‌集成雪崩额定MOSFET‌：可承受2mA/5s或1mA/60s的雪崩电流
• ‌低功耗设计‌：单通道导通电流仅5mA，双通道9mA
• ‌功能安全支持‌：提供ISO 26262和IEC 61508系统设计文档
• ‌3750Vrms/5300VDC隔离等级‌：通过VDE 0884-11和UL 1577认证(计划中)

二、关键参数与性能

1. 电气特性

参数	条件	最小值	典型值	最大值	单位
工作电压	VDD	4.5	-	20	V
导通电阻	TJ=25℃	65	90	-	Ω
关断漏电流	500V, 105℃	-	-	1	μA
雪崩电压	IO=10μA	650	-	770	V
共模瞬态抗扰度		-	100	-	V/ns

2. 隔离特性

• ‌工作电压‌：1000Vrms/1500VDC
• ‌隔离寿命‌：>26年(1000Vrms下)
• ‌爬电距离‌：初级-次级≥8mm，开关端子间≥3mm
• ‌安全认证‌：计划通过DIN VDE V 0884-11和UL 1577认证

三、设计注意事项

1. 热管理

• ‌雪崩模式功率‌：PD = (VAVA × IAVA)
• ‌结温计算‌：TJ = TA + (PD × RθJA)
• ‌建议措施‌：在S1/S2/SM引脚下方增加散热过孔阵列

2. PCB布局指南

• ‌EMI优化‌：
  • 在器件下方设置10-20pF层间缝合电容
  • 初级侧可添加铁氧体磁珠(10kΩ@高频)
• ‌高压隔离‌：
  • 保持初级-次级8mm爬电距离
  • 避免顶层走线穿越器件本体

3. 可靠性设计

• ‌雪崩电流限制‌：
  • 5秒脉冲：≤2mA
  • 60秒脉冲：≤1mA
• ‌推荐工作条件‌：
  • 环境温度：-40℃至125℃
  • 开关电压：±600V以内

四、行业应用方案

1. 电池管理系统(BMS)

• 绝缘电阻监测
• 高压采样通道切换
• 典型配置：使用BQ79631-Q1作为MCU

2. 充电基础设施

• 直流快充接触器控制
• 泄放电路切换
• 支持2500V浪涌测试

3. 太阳能系统

• 组串电压监测
• 绝缘故障检测
• 参考设计TIDA-010232

五、选型对比

特性	TPSI2072-Q1	传统光耦继电器
隔离技术	电容隔离	光隔离
寿命	>26年	受LED退化影响
开关速度	400μs(典型)	1-10ms
工作温度	-40~125℃	-40~85℃
系统成本	降低30%	较高

该器件特别适合需要长期可靠性的汽车和工业应用，其集成化设计可替代机械继电器和光耦方案，显著提高系统MTBF。