TI新型隔离器件为工业与汽车系统保驾护航

2018-04-16 16:46
单片机与嵌入式系统应用 2018年12期
关键词:隔离器工作电压收发器

众所周知,在传输功率时,功率是电压和电流的乘积。为了传输更高的功率,可以提高电压或者增大电流。一般来说,提高电压是在电气或成本上比较容易实现的方法,因此,出于低压侧安全的考虑,就需要加入隔离措施,也就需要用到隔离器件。

德州仪器(TI)对于隔离器件市场非常重视,一直在不断投入,全力打造更为完善的产品线。今年10月,TI推出ISO224隔离放大器,随后又推出两款新型隔离式控制器局域网(CAN)灵活数据速率(FD)收发器。针对这些新品,TI隔离器产品线产品市场工程师 Neel Seshan和半导体事业部中国区汽车电子技术应用经理师英,详细阐述了如何利用电容隔离技术实现产品的便利性和稳定性,以及新产品在工业与汽车市场的强大优势。

TI利用电容隔离技术打造宽广的产品线

目前,市场上比较常见的隔离技术有很多种,最常见的有光电隔离和变压器隔离。TI采用的技术是电容性的隔离,这种隔离技术所使用的核心材料是二氧化硅。之所以采用电容隔离技术,是因为二氧化硅本身具有最高的介电强度。光电隔离器件所使用材料的介电强度是20 Vrms/μm,变压器隔离器件所使用材料的介电强度是300 Vrms/μm,而电容隔离技术使用的二氧化硅的介电强度高达500 Vrms/μm。

不仅如此,光电隔离和变压器隔离中所使用的材料是有机材料,有机材料对于外界环境因素的变化很敏感,最常见的是湿度和温度。当湿度和温度发生变化的时候,有机材料的介电强度也会随之发生变化。因此,在外界环境变化时,有机材料的性能相对不够稳定。而二氧化硅就是玻璃,受温度和湿度变化的影响可忽略不计,所以非常稳定,这也是TI使用电容隔离技术的主要原因。

TI有着非常宽广的隔离器产品线,具体包括:数字隔离器与数字隔离器+隔离电源产品;隔离接口,包括I2C、RS-485、隔离LVDS高速信号传输接口、隔离CAN;隔离栅极驱动;隔离式ADC和隔离放大器,就是集成的隔离放大器或隔离运放。

ISO224隔离放大器具有最佳可靠性

ISO224增强型隔离放大器具有业内最高的精度和工作电压,以及极长的使用寿命、能够大幅提升隔离性能,尤其适用于电压采样设计部分的器件。其最主要的三个特点是:

① 具有最高可靠性,用隔离电压数值来表征的话,它的隔离电压比既有产品高出50%,可以提供更长时间的可靠性工作寿命。

② 具有市场上最高的电压测量精度,在±12 V以内的电压传感或电压测量应用中,目前能够做到精度最高的隔离运算放大器。

③ 集成很多器件诊断功能,可以让电子系统设计更安全,提升器件自身的诊断和复位能力,同时精简了外部电路设计。目前,在安全性要求非常高的工业领域和汽车领域中,很多器件都需要自身具有诊断功能。

隔离式CAN FD收发器提升通信可靠性和保护性能

隔离器件典型的应用场景包括工业应用和汽车应用,而CAN FD正在成为下一代汽车通信领域的标准。TI新推出的两款隔离式CAN FD收发器ISO1042和ISO1042-Q1提供业内更高的隔离等级和更长的使用寿命,具备更高工作电压、更高抗扰度和更低电磁辐射,帮助工程师提高工业和汽车系统的通信可靠性和保护性能。

ISO1042是业界超小型增强隔离式CAN FD收发器,能提供更高的总线故障保护。其具有四大特性:

① 具有最高工作电压,同ISO224一样,ISO1042的高工作电压可以提升可靠性和可靠工作寿命。

② 兼容CAN FD协议,CAN FD可以为电子系统提供更高速率,相比于传统的CAN总线能提供超高速率的数据通信。从EMC和EMI角度来讲,ISO1042可以提供最小的电磁干扰辐射和最高的抗电磁干扰性能。也就是说,它的EMC和EMI水平都非常高,性能非常好。

③ 保护和诊断方面,ISO1042能够实现70 V抗干扰电压的最高可靠性保护和总线保护性能。

④ 作为CAN FD收发器,另一个显著性能体现在通信传输速率参数上,ISO1042能够实现5 Mbps通信传输速率,同时有低至215 ns的最低环路延迟,使得CAN FD总线通信速率有很大提高。

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