更多接口更高集成 TI电容隔离技术带来更高可靠性

在汽车领域，人们对数据传输带宽要求的不断增加，传统的CAN总线由于带宽的限制难以满足这一需求。BOSCH公司推出的CAN FD(灵活数据速率)继承了CAN总线的主要特性，还弥补了CAN总线带宽和数据场长度的制约。

近日，德州仪器(TI)推出支持这一标准的两款新型隔离式收发器ISO1042和ISO1042-Q1。CAN FD总线的优势主要有两个方面：采用两种位速率：从控制场中的BRS位到ACK场之前为可变速率，其余部分为原CAN总线用的速率。CAN FD对数据场的长度作了很大的扩充，DLC最大支持64个字节。TI隔离器产品线产品市场工程师Neel Seshan表示：在电网基础设施、电机驱动和楼宇自动化等采用CAN FD总线的工业应用，以及混合动力汽车和纯电动汽车中，ISO1042和ISO1042-Q1可以实现比同类产品更高的工作电压、比CAN总线更快的通信速度，更好地保护低压电路。

图：TI隔离器产品线产品市场工程师Neel Seshan

据Neel Seshan介绍，TI电容隔离产品的最大优势是结合了最高工作电压和最高可靠性，可延长系统寿命并提供保护。与光电隔离采用的环氧树脂、变压器隔离采用的聚酰亚胺相比，TI电容隔离采用的隔离材料二氧化硅在工业中具有最高的介电强度。除此之外，由于二氧化硅并非有机材料，其特性随温度和湿度的变化非常小，非常稳定，也确保了TI电容隔器件的可靠性。

如以下电气原理图，TI新一代的增强型电容隔离器件内部有两个硅内核，每个都有电容信号，信号从左侧线路里进入，首先通过调制经过第一个隔离器，再通过绑定引线进入第二个隔离器，耦合到第二个硅内核，经过解调成为电信号。

图：增强型隔离器采用逻辑输入和输出缓冲器，由双电容二氧化硅隔离屏障隔开

ISO1042和ISO1042-Q1也提供业内领先的抗扰度和低辐射水平。ISO1042和ISO1042-Q1的共模瞬变抗扰度(CMTI)为85kV/us，具有±8kV的高ESD保护性能，采用国际电工委员会测试标准，可帮助工程师设计出能够在嘈杂环境下保持正常运行的电子设备。其超低EMC辐射有效保证系统信号的完整性。ISO1042-Q1 符合汽车行业标准(IEC TS62228)，可实现稳健的EMC。

除了CAN FD和传统的CAN接口，TI的隔离式接口还支持包括I2C、RS-485、LVDS等多种标准。据了解，TI最近两年已经陆续推出上百款隔离器件，可以提供完整的隔离产品组合。其中，基础的数字隔离器与数字隔离器+隔离电源可通过隔离栅传输高达100Mbps的比特流。隔离栅极驱动用于有效地为MOSFET、IGBT和SiCFET栅极充电。隔离ADC和隔离放大器用于隔离和监控高压节点上的电压/电流/温度参数，用于控制和计量应用。

TI的隔离ADC系列近日也有新器件推出。面向工厂自动化、电网基础设施、铁路运输及电机驱动应用的隔离电压测量而设计的新款增强型隔离放大器ISO224具有业内最高的精度和工作电压，同时使用寿命极长。

Neel Seshan介绍了ISO224的三大特色。凭借TI的电容隔离技术，ISO224拥有极长的使用寿命，同时工作电压高出隔离行业标准要求50%，共模瞬态抗扰度(CMTI)高达80kV/µs，并能在-55°C到+125℃的扩展工业温度范围内可靠运行。此外，ISO224能够对±10V电压信号实现更准确的检测，与同类竞争器件相比，它的非线性度高出25%，增益误差降低8倍，漂移偏移更低，系统反应速度也更快。利用5V电压输入，其输出支持直接连接模数转换器。ISO224的高侧单电源可实现集成电压检测，进而简化了设计和系统级诊断。

值得一提的是，ISO1042和ISO1042-Q1较同类产品尺寸缩小35%，而ISO224封装尺寸比旧款ISO12x放大器缩小60%，能有效帮助工程师节省电路板空间。