探索英飞凌ISOFACE™四通道数字隔离器评估板EVAL_ISO_4DIR1400H

在高压应用领域，隔离技术对于保障安全和提高电气抗噪性至关重要。英飞凌科技推出的ISOFACE™四通道数字隔离器，凭借其卓越的性能，为工程师们提供了可靠的解决方案。而EVAL_ISO_4DIR1400H评估板则为评估这些隔离器的性能提供了便利。下面，让我们一起深入了解这款评估板及其相关的数字隔离器。

文件下载：Infineon Technologies EVAL_ISO_4DIR1400H 评估板.pdf

英飞凌ISOFACE™四通道数字隔离器简介

产品特点

英飞凌ISOFACE™四通道数字隔离器基于无芯变压器（CT）技术，采用两个堆叠的线圈，中间以SiO₂作为绝缘材料，具有以下显著特点：

• 封装合规：符合RoHS标准的PG - DSO - 16宽体300 mil封装。
• 高共模瞬态抗扰度：大于100 kV/µs，能有效抵抗共模干扰。
• 宽电源电压范围：2.7至6.5 V（绝对最大7.5 V），可适应不同的电源环境。
• 精确的时序：典型传播延迟为26 ns，偏差为 - 6/+7 ns，确保信号传输的准确性。
• 低功耗：在3.3 V和1 Mbps条件下，最大功耗仅6.2 mA。
• CMOS可变输入阈值：提供灵活的输入信号处理能力。
• 引脚兼容：与市场上SOIC - 16宽体封装（300 mil）的所有四通道数字隔离器产品引脚兼容。

产品变体

该数字隔离器家族包含多种产品变体，如4DIR0400H（4正向0反向）、4DIR1400H（3正向1反向）等，不同的通道配置和输出状态可满足多样化的应用需求。

目标应用

其目标应用广泛，包括电信和服务器电源系统中的AC - DC转换器、集成功率级氮化镓（GaN - IPS）的高端浮动脉冲宽度调制（PWM）信号传输以及隔离SPI通信等。大家在实际设计中，有没有遇到过这些应用场景呢？

评估板EVAL_ISO_4DIR1400H

整体设计

为了方便评估ISOFACE™四通道数字隔离器，英飞凌提供了EVAL_ISO_4DIR1400H评估板。该板采用四层堆叠设计，使用标准FR - 4类环氧树脂作为PCB材料，即使在高数据速率操作下也能实现高EMC性能。默认情况下，板上组装了数字隔离器ISOFACE™ 4DIR1400H（3 + 1，CMOS输入阈值，默认输出低）变体，但也可用于评估该四通道数字隔离器家族的其他产品变体，不过这些变体需单独订购。

具体特性

• 支持高速探头：可测量所有电源、输入和输出信号，但连接器需单独组装。
• 支持边缘安装同轴（SMA）连接器：同样，SMA连接器也需单独组装。
• 输入输出引脚易于访问：方便连接额外的滤波器、负载以及上拉和下拉电阻，这些组件也需单独组装。

板层堆叠

为了在高达40 Mbit/s的高数据速率下实现低EMI性能，评估板采用了四层PCB设计：

• 第一层：高速层，用于高速信号走线，如信号输入和输出。
• 第二层：接地层，提供屏蔽效果。
• 第三层：电源层，用于数字隔离器的所有电源走线。
• 第四层：接地层，增强屏蔽效果。

板原理图与布局

评估板的原理图和布局清晰展示了其内部结构。需要注意的是，中间的隔离屏障在每一层都有设置，宽度为8 mm，该区域内没有走线、焊盘或过孔。大家在设计类似的评估板时，是否也会特别关注这些关键的布局细节呢？

功能描述

连接方式

电源连接

评估板提供两个电源连接（VDD1和VDD2），分别为数字隔离器的两侧提供VDD电源，工作电源电压范围为2.7至6.5 V。每个电源连接都有一个边缘安装的SMA连接器和一个端子块可供选择，使用SMA连接器时需组装相应的跳线。同时，为了测量电源信号，还设计了用于高速探头的插头块。此外，数字隔离器两侧各设计了三个旁路电容，以减少电源线上的噪声。

信号连接

每个数字隔离器侧面有两个信号连接（输入和输出），根据板上组装的产品变体不同，输入和输出连接的配置也有所不同。对于3 + 1数字隔离器，IA、IB、IC和ID为输入，OA、OB、OC和OD为输出，每个数据通道都有SMA连接器和端子块可供选择，使用SMA连接器时需组装相应的跳线，端子块也可用于连接高速探头进行监测。此外，还有用于使能输出信号的连接JP_EN1和JP_EN2。

配置

为了便于评估，数字隔离器每个数据通道的输入和输出连接可以单独配置，例如阻抗匹配、负载和上拉/下拉等。每个数据通道在输入和输出侧都有三个下拉电阻和一个上拉电阻，配合SMA连接器的跳线可实现输入和输出的单独阻抗匹配。还可以为每个输入数据通道组装输入滤波电容，为每个输出数据通道组装输出负载电容。端子块可方便地将输入/输出通道短路到VOD或GND，也可作为信号输入/输出端子。跳线EN1和EN2用于输入每侧的使能信号，跳线R23和R24用于连接接地层2和4。

操作与典型波形

使用两个隔离的直流电源可以操作评估板，图中展示了典型的操作配置以及在200 kHz和1 MHz PWM下测量的两个通道的输入和输出波形。大家在实际测试中，是否会遇到波形异常的情况呢？又该如何解决呢？

高压能力

该评估板设计符合5700 VRMS加强隔离规范，不建议进行超过5700 VRMS的高压测试。同时，需要注意的是，该板并非用于评估任何高压安全功能，否则可能导致人身伤害、死亡或财产损失。

物料清单

评估板的物料清单详细列出了所需的元件，包括电容、电阻、数字隔离器、SMA连接器、端子块等，以及它们的数量、型号、制造商等信息。在采购和组装时，大家一定要仔细核对这些信息，确保无误。

英飞凌ISOFACE™四通道数字隔离器和EVAL_ISO_4DIR1400H评估板为工程师们在高压应用设计中提供了强大的支持。通过深入了解它们的特点和功能，我们可以更好地发挥其优势，设计出更可靠、更高效的电路。大家在使用过程中如果有任何问题或经验，欢迎在评论区分享交流。