原创 电气系统中，如何选择一款最为适配的数字隔离芯片？

数字隔离芯片是一种实现电气隔离功能的集成电路，在工业自动化、汽车电子、光伏储能与电力通信等领域的电气系统中发挥着至关重要的作用。其不仅可令高、低压系统之间相互独立，提高低压系统的抗干扰能力，同时还可确保高、低压系统之间的安全交互，使系统稳定工作，并避免操作者遭受来自高压系统的电击伤害。

典型数字隔离芯片的简化原理图

值得一提的是，数字隔离芯片历经多年发展，其应用范围已十分广泛，凡涉及到在高、低压系统之间进行信号传输的场景中基本都需要应用到此种芯片。那么，电气工程师在进行电路设计时到底该如何评估选择一款最为适配的数字隔离芯片呢？

如何选择一款最为合适的数字隔离芯片？

数字隔离芯片是一种安规器件，是各种电气系统中不可或缺的一份安全保障，其主要作用是通过电气隔离的方式消除高、低压系统之间的干扰因素，以保证电气系统的稳定性与可靠性。电气工程师们在选择数字隔离芯片时，应着重考虑以下几个方面：

· 隔离电压

隔离电压是评估数字隔离芯片隔离能力的重要指标，指数字隔离芯片两端所能够承受的最大电压差。在各类电气系统中，由于存在高低电位差，因此需要选择具有足够隔离能力的数字隔离芯片，以确保人身安全和设备的稳定运行。

在选择隔离电压时，应根据应用场景的电压等级和隔离要求进行选择。不论是3.75kV、5kV、7kV，亦或是更高的隔离电压，它们都代表着此款数字隔离芯片至少可在该隔离电压下坚持60秒不被击穿。 

· 数据速率

数据速率是衡量信号传输速度快慢的重要指标。在各类电气系统中，UART、IIC与RS-485等不同通信标准和接口对于数据传输率要求不同，数据速率的选择需根据实际应用场景的需求进行。

对于要求信号实时传输且准确性高的应用，如电网监控、电动汽车控制等，通常需选择具有较高数据速率的数字隔离芯片以确保信号的准确传输。而一些对信号传输速度要求相对较低的应用，如智能家居、传感器网络等，则可选择数据速率适中的数字隔离器以降低系统成本。

· 浪涌电压ESD

浪涌电压是评估数字隔离芯片在恶劣环境下能否稳定工作的参数。在各类电气系统中，由于存在电网波动、瞬态干扰等复杂因素，且数字隔离芯片通常是处于高低压的接口处，因此需要选择具有较高浪涌电压耐受能力的数字隔离芯片，以确保系统的稳定性。

ESD额定值

在选择浪涌电压时，需根据应用场景的电压等级和稳定性能要求进行选择。对于高电压、大电流的应用场景，需选择能够承受相应浪涌电压的数字隔离器，反之亦然。

· 共模瞬态抑制能力CMTI

CMTI是衡量数字隔离芯片抗瞬态干扰能力的重要参数，即其在系统应用中的鲁棒性表现。在各类电气系统中，由于存在复杂的电磁环境和干扰信号，因此需要选择具有较高CMTI值的数字隔离芯片，以提高信号的抗干扰能力。

瞬态共模抑制能力测试电路

在选择CMTI时，需根据应用场景的干扰情况和稳定性要求进行选择。例如，对于应用在电机驱动与逆变器等存在较强共模干扰的应用场景中，需选择较高的CMTI额定值，保护系统安全，反之亦然。

· 封装类型

在确定上述指标需求后，下一步则需要考虑不同的封装选择。由于封装类型往往影响着芯片的尺寸，因此其与爬电距离和电气间隙等安规需求挂钩。通常，具有较大爬电距离和电气间隙的较大封装将允许使用更高的隔离电压规格。

在进行封装类型的选择时，对于高频、高电压等应用领域，需选择爬电距离与电气间隙较大的封装类型，以确保芯片的稳定性和可靠性，反之亦然。

· 通道配置

在确定完封装需求后，应根据具体需求决定信号需要多少个隔离通道以及每个信号的发送方向来完成通道数量及其方向的配置。例如，四个正向通道的四通道数字隔离芯片适用于隔离式栅极驱动信号传输；三个正向通道与一个反向通道的四通道数字隔离芯片通常需要用于SPI通信。

最终，再综合考虑具体应用场景中的工作温度、工作电压等因素，并设定默认输出状态后（或故障安全状态），电气工程师即可在芯片厂家所提供的数字隔离芯片选型表中选择出一款最为适配的数字隔离芯片。

HOPERF数字隔离芯片选型表（部分）

例如，上表为华普微自主研发的数字隔离芯片选型表（部分），其具备着卓越的电气隔离效果，可广泛适用于各类高安全性需求的电气系统，并能够提供灵活的定制化服务，满足各行业客户的个性化需求。电气工程师们可根据选型表中所提供的隔离电压、传输速率、浪涌电压、CMTI、封装类型、通道配置与默认输出等具体参数进行综合评估后做出最佳选择。