安森美高速3通道数字隔离器NCID9301和NCID9311：特性、应用与设计要点

在电子设计领域，数字隔离器是保障系统安全和可靠运行的关键组件。安森美的NCID9301和NCID9311高速3通道数字隔离器，凭借其独特的技术和出色的性能，在众多应用场景中展现出强大的优势。今天，我们就来深入了解一下这两款数字隔离器。

文件下载：onsemi NCID9311高速3通道数字隔离器.pdf

产品概述

NCID9301和NCID9311是具有输出使能功能的高速3通道数字隔离器。它们采用安森美专利的片外电容隔离技术和优化的IC设计，实现了高绝缘性和高抗噪性，具备高共模抑制和电源抑制特性。该器件采用16引脚宽体小外形封装，适用于多种应用场景。

由于网络问题，暂时无法为你获取高速3通道数字隔离器应用场景的相关信息。我们先接着介绍NCID9301和NCID9311的其他特性。
 

框图

产品特性

高电压绝缘性能

• 隔离距离：通过片外电容隔离技术，实现了≥0.5mm的绝缘距离（DTI），确保可靠的高电压绝缘。
• 最大工作绝缘电压：可达2000Vpeak，能有效隔离不同系统间的电压。
• 爬电和电气间隙距离：具备8mm的爬电和电气间隙距离，进一步增强了高电压绝缘的可靠性。

通信能力

支持双向通信，可满足不同应用场景下的数据传输需求。

抗干扰能力

• 共模抑制：最小共模抑制比达到100kV/s，能有效抑制共模干扰，保证信号传输的稳定性。
• 电源抑制：在宽电源电压范围（2.5V - 5.5V）和温度范围（-40°C - 125°C）内，性能稳定，具备良好的电源抑制能力。

功能特性

• 输出使能功能：提供初级和次级侧的输出使能功能，方便用户控制输出状态。
• 过温检测：内置过温检测功能，当环境温度超过约160°C时，输出引脚自动切换到默认状态，温度下降约20°C后恢复正常，保护IC免受热损坏。

安全认证

获得了UL1577认证，可承受5000VRMS一分钟的耐压测试，DIN EN/IEC 60747 - 17认证正在进行中，为产品的安全性提供了可靠保障。

产品规格

引脚定义

两款产品的引脚定义明确，分别为不同通道的输入、输出、电源和地等功能提供了相应的引脚。例如，VINA、VINB、VINC为通道A、B、C的输入引脚，VOA、VOB、VOC为通道A、B、C的输出引脚，VDD1和VDD2分别为两侧的电源引脚，GND1和GND2为对应的地引脚。

真值表

通过真值表可以清晰地了解输入信号（VINX）、使能引脚（ENx）、输入侧电源（VDDI）和输出侧电源（VDDo）与输出信号（VOX）之间的逻辑关系，方便工程师进行电路设计和调试。

安全和绝缘等级

详细规定了产品的安全和绝缘等级参数，如安装分类、气候分类、污染程度、比较跟踪指数（CTI）等，确保产品在不同环境下的安全使用。

电气特性

包括输出电压、输入电流、输入阈值电压、共模瞬态抗扰度（CMTI）等参数，为工程师评估产品在不同工作条件下的性能提供了依据。

开关特性

分别给出了NCID9301和NCID9311的传播延迟、脉冲宽度失真、传播延迟偏差等开关特性参数，帮助工程师优化电路的时序设计。

典型应用

NCID9301和NCID9311适用于多种应用场景，以下是一些典型的应用：

• 隔离PWM控制：在电机控制等领域，通过隔离PWM信号，可以有效避免不同电路之间的干扰，提高系统的稳定性和可靠性。
• 工业现场总线通信：工业环境中存在大量的电磁干扰和噪声，数字隔离器可以隔离不同设备之间的电气连接，保证通信的准确性和稳定性，如CAN、Profibus等现场总线通信。
• 微处理器系统接口：用于SPI、I2C等接口的隔离，保护微处理器免受外部电路的干扰，同时实现不同电压等级系统之间的通信。
• 可编程逻辑控制：在PLC系统中，隔离器可以隔离输入输出信号，提高系统的抗干扰能力，确保控制信号的准确传输。
• 隔离数据采集系统：在数据采集过程中，隔离器可以防止外部信号对采集系统的干扰，提高数据采集的精度和可靠性。
• 电压电平转换：实现不同电压等级之间的信号转换，同时提供电气隔离，保护电路安全。

工作原理

NCID9301和NCID9311通过一对片外电容实现芯片间的电流隔离，利用数字电路处理信号并通过0.5mm厚的隔离屏障。在通信过程中，通过串行器/解串器和曼彻斯特编码器/解码器功能块实现数据的转换和编码，使数据更适合传输。信号通过片外陶瓷电容，采用开关键控（OOK）技术进行传输，在发射端调制信号，接收端通过包络检测技术解调信号，最终输出数据。

布局建议

PCB设计

推荐使用4层FR4 PCB，底层为接地层，中间层为电源层，顶层和底层分别布置信号线和电源填充、信号线和接地填充。这种布局可以利用层间电容，辅助旁路电容，抑制噪声和电磁干扰。

隔离电路布局

隔离电路应采用独立的接地和电源平面，器件下方区域应避免布置电源、接地或信号线。同时，要保持不小于器件封装规定的最小爬电距离的间隙。

旁路电容

在电源引脚（1和16）和接地引脚（2和15）附近2mm内，至少连接一对低ESR的旁路电容，推荐值分别为1μF和0.1μF，高频、低容值电容应更靠近器件引脚。将器件的接地引脚（2、8、9和15）通过过孔直接连接到对应的接地平面。

订购信息

产品提供多种型号和包装选项，包括工业级和汽车级，有管装和卷带包装可供选择。对于汽车级产品，NCIV前缀适用于有独特场地和控制变更要求的应用，且具备AEC - Q100认证和PPAP能力。

总结

安森美的NCID9301和NCID9311高速3通道数字隔离器凭借其出色的性能、丰富的功能和可靠的安全性，为电子工程师在设计中提供了一个优秀的选择。在实际应用中，工程师需要根据具体的需求和场景，合理选择产品型号和封装，同时遵循布局建议，以确保系统的稳定运行。你在使用数字隔离器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。