德州仪器ISO676x系列6通道增强型数字隔离器技术解析

描述

Texas Instruments ISO676x 6通道增强型数字隔离器设计用于需要高达5000VRMS隔离等级的成本敏感型应用(符合UL 1577标准)。Texas Instruments还通过VDE、TUV、CSA和CQC认证。

数据手册:*附件:Texas Instruments ISO676x 6通道增强型数字隔离器数据手册.pdf

这些高性能隔离器在隔离CMOS或LVCMOS数字I/O的同时,有高抗电磁干扰性低辐射和低功耗。每个隔离通道都有一个由TI的双电容二氧化硅(SiO 2 )绝缘隔栅分开的逻辑输入和输出缓冲器。ISO676x有各种引脚配置可选,因此所有6个通道都处于同一方向,或者1、2或3个通道处于反向顺序。相比之下,其余通道朝着正向方向。如果丢失输入功率或信号,对于不带后缀“F”的器件,默认输出为“高电平”,而对于带后缀“F”的器件,默认输出为“低电平”。

这些器件借助隔离电源,能帮助防止UART、SPI、RS-485、RS-232和CAN等数据总线上的噪声电流损坏敏感电路。凭借创新的芯片设计和布局技术,ISO676x隔离器的电磁兼容性得到了显著增强,从而可确保提供系统级ESD、EFT和浪涌保护并符合辐射标准。

ISO676x系列采用16引脚SOIC宽体 (DW) 封装,是对旧代产品的引脚对引脚升级。

特性

  • 数据速率:50Mbps
  • 稳健可靠的隔离栅:
    • 在1500VRMS工作电压下具有较长使用寿命
    • 隔离等级:高达5000VRMS
    • 浪涌能力高达10kV
    • CMTI:±130kV/μs(典型值)
  • 宽电源电压范围:1.71V至1.89V和2.25V至5.5V
  • 电平转换:1.71V至5.5V
  • 默认输出高 (ISO676x) 和低(ISO676xF) 选项
  • 宽温度范围:-40°C至+125°C
  • 每通道1.6mA(1Mbps时,典型值)
  • 低传播延迟:11ns(典型值)
  • 稳健的电磁兼容性 (EMC)
    • 系统级ESD、EFT和浪涌抗扰性
    • 低辐射
  • 宽SOIC (DW-16) 封装
  • 安全相关认证(正在进行中):
    • DIN VDE V 0884-11:2017-01
    • UL 1577组件认证计划
    • IEC 62368-1、IEC 61010-1、IEC 60601-1和GB 4943.1-2011认证

简化示意图

增强型

框图

增强型

5引脚配置和功能

增强型

德州仪器ISO676x系列6通道增强型数字隔离器技术解析

一、产品概述

德州仪器(TI)的ISO676x系列是高性能、6通道数字隔离器,专为成本敏感型应用设计,提供高达5000 VRMS的隔离等级(UL 1577认证)。该系列包含ISO6760/61/62/63四种型号,采用16引脚SOIC宽体(DW)封装,尺寸为10.30mm×7.50mm。

二、关键特性

  1. 高性能隔离‌:
    • 50Mbps数据速率
    • 1500 VRMS工作电压下的长寿命
    • ±150 kV/μs典型共模瞬态抗扰度(CMTI)
    • 高达10 kV浪涌能力
  2. 宽电源范围‌:
    • 输入侧:1.71V至5.5V
    • 输出侧:2.25V至5.5V
    • 支持1.8V至5.5V电平转换
  3. 低功耗设计‌:
    • 1.6mA/通道(典型值@1Mbps)
    • 典型传播延迟仅11ns
  4. EMC增强‌:
    • 系统级ESD、EFT和浪涌抗扰度
    • 低辐射特性

三、安全认证

ISO676x系列通过了多项国际安全认证:

  • DIN EN IEC 60747-17 (VDE 0884-17)
  • UL 1577组件认可计划(5000 VRMS)
  • IEC 62368-1、IEC 61010-1、IEC 60601-1
  • GB 4943.1(中国强制性认证)

四、应用领域

该系列隔离器广泛应用于:

  • 工业领域‌:电机驱动、工厂自动化、楼宇自动化
  • 能源管理‌:电网设备、电表
  • 消费电子‌:家电、照明
  • 医疗设备
  • 通信接口隔离‌:UART、SPI、RS-485、RS-232、CAN等

五、技术细节

5.1 电气特性

  • 工作温度范围‌:-40°C至+125°C
  • 隔离电阻‌:>10^12Ω(25°C)
  • 隔离电容‌:典型值约1pF
  • 数据速率‌:最高50Mbps

5.2 电源特性

供电电压传播延迟(典型)功耗/通道@1Mbps
5V11ns1.6mA
3.3V13ns1.4mA
2.5V15ns1.4mA
1.8V18ns1.3mA

六、设计优势

  1. 引脚兼容升级‌:与旧世代产品引脚兼容,便于设计升级
  2. 灵活的通道配置‌:提供多种输入输出方向组合型号可选
  3. 默认输出选项‌:
    • 无"F"后缀:默认输出高电平
    • 带"F"后缀:默认输出低电平
  4. 增强的系统可靠性‌:在输入电源或信号丢失时保持预设输出状态

七、应用设计建议

  1. 电源设计‌:
    • 建议在VCC引脚附近放置0.1μF去耦电容
    • 输入输出侧电源可独立设置(1.71-5.5V)
  2. PCB布局‌:
    • 保持输入输出侧地平面分离
    • 遵循TI提供的布局示例减小EMI
  3. 热管理‌:
    • 最大功耗192mW(全通道25MHz切换)
    • 结温不超过150°C

八、选型指南

型号通道方向配置
ISO67606通道同向(全部输入→输出)
ISO67615通道正向+1通道反向
ISO67624通道正向+2通道反向
ISO67633通道正向+3通道反向
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