TI集成型电源和数据隔离方案实现80%效率提升

德州仪器（TI）近日推出一款具有集成电源的新型单芯片增强型隔离器ISOW7841，支持3V至5.5V的输入电压范围，同时提供业界最佳的0.65W输出功率。其最大性能优势在于效率比现有集成器件高出80%。

如何在更小的封装内提供更高性能呢？TI隔离器全球市场经理Gina Hann给出了答案。

图 TI隔离器全球市场经理Gina Hann

据介绍，得益于ISOW7841的超低功耗，器件结温降低到40℃。因此，与其它集成解决方案相比，ISOW7841可实现更高的功率输送、更大的通道数和更长的系统寿命。Gina Hann告诉21ic记者，DC/DC本身设计的优秀性使其实现更高的效率，没有把多余的损耗转换成热量。同时，整个芯片的设计也经过优化，进一步降低了产品的结温。

图 ISOW7841与其它集成解决方案相比结温显著降低

ISOW7841属于TI的第三代单芯片增强型隔离方案，具有三个正向/一个反向通道配置，是ISOW78xx系列首款器件。其1kVrms的工作电压有助于提高系统的可靠性和寿命。数据传输速率高达100 Mbps。

通过降低系统噪声并提供强大的电磁兼容性，ISOW7841可提高系统信号的完整性，以符合国际电工委员会（IEC）61000-4-x静电放电和电气快速瞬态事件标准要求，其辐射发射水平低于10dB。 

据Gina Hann介绍，这10dB对系统设计意味着可以轻松通过相应的测试，满足系统指标要求，从而提高整个系统的稳定性和冗余度。从下图测试中可以看到，绿色是测试信号对外辐射的频谱，上面的蓝色阶梯形状是对应的IEC EMC测试标准。在大部分的频段上，ISOW7841都有很大的余量，即使中间的两个尖峰，ISOW7841也有3至5dB的余量。

图 ISOW7841满足IEC EMC测试标准

在哪些应用中ISOW7841能充分发挥其优势呢？Gina Hann表示，工业现场往往都需要用到隔离技术。工厂前端传感器做信号采集，连接若干生产线，设备到设备之间进行长距离传输，最后到后台信号的处理，整个系统非常复杂。一些从220V甚至380V进入的高电压，最终到为MCU供电的3.3V，从强电到弱电，其中涉及对人身的保护，以及整个系统的稳定性和信号传输的正确性。要确保整个复杂的系统正常运行，这些都需要通过隔离器对电源和信号进行保护。

除此之外，电网基础设施、电机控制、隔离电源以及测试和测量设备中也经常要用到隔离器。

以智能电网为例，从原端发电输电几十万伏的高电压，再进行高压的传输，到变电站，逐步降压，最终进入千家万户。由于整个电网是高压的，对人身安全提出了非常高的要求，很多情况都不适合人去进行操作，隔离方案的性能非常关键。

相较于分立式解决方案，ISOW7841将数据隔离和电源隔离合二为一，有效的减少物料清单和电路板空间，并有助于简化和加快系统认证。据Gina Hann介绍，目前，TI现有客户有一些多通道系统或是空间受限的应用场景，他们都非常迫切需要ISOW7841这样的集成解决方案。

图 ISOW7841可取代数据隔离和电源隔离电路

此外，有些应用场景周围环境就比较复杂，例如需要配合变频器、马达电机等大功率设备，其噪声干扰非常强，对整个系统的稳定性要求非常高。ISOW7841凭借辐射水平低、抗干扰的特点，也能确保这类系统实现可靠运行。Gina Hann透露，TI今年还将陆续推出ISOW78xx系列的其他型号，为客户提供多种的选择，为更多的系统带来可靠高效的解决方案。