數(shù)字隔離技術(shù)在混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車(chē)中的應(yīng)用

兩個(gè)信道同時(shí)允許直流和交流通訊，此外，它還具有故障防范功能。

基本AC信道使用輸入信號(hào)，并在過(guò)濾后透過(guò)由隔離電容組成的差分對(duì)傳輸該信號(hào)。然后，接收芯片上的施密特觸發(fā)器的輸入端對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，最后經(jīng)輸出緩沖器輸出該接收到的信號(hào)。它可實(shí)現(xiàn)非常高速的傳輸、輕微脈寬失真和短傳輸延遲，但不能發(fā)送DC信號(hào)。

可用DC通道透過(guò)隔離勢(shì)壘傳送DC(或速度非常低的)信號(hào)。芯片上振蕩器將信號(hào)編碼為PWM信號(hào)，借助與AC信道類(lèi)似的差分信號(hào)越過(guò)隔離勢(shì)壘進(jìn)行傳送。在接收芯片端，對(duì)信號(hào)進(jìn)行譯碼并送至輸出緩沖器。

但是，DC信道也用于故障防范功能。例如，如果發(fā)送端的電源電壓不夠高，則振蕩器將停止工作，這就意味著接收端將檢測(cè)不到數(shù)據(jù)信號(hào)，從而發(fā)出故障指示并輸出高電平。在正常工作(即有足夠的數(shù)據(jù)傳輸密度)時(shí)，輸出多任務(wù)器將忽略DC通道；但當(dāng)AC通道在約4us的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，DC信道將得到優(yōu)先權(quán)。一旦AC信號(hào)有一個(gè)跳變，多任務(wù)器將立即又切換回該通道。

有多種隔離組件可用以滿足不同配置(單到四)要求。它們都能在高達(dá)150Mbps的數(shù)據(jù)速率下，提供560V的連續(xù)絕緣(4kV峰值瞬態(tài))。另外，這些組件都滿足汽車(chē)級(jí)應(yīng)用要求。

可靠性考慮及外部電磁場(chǎng)免疫力

嚴(yán)酷的汽車(chē)和交通運(yùn)輸環(huán)境，加上車(chē)輛的長(zhǎng)使用壽命等特點(diǎn)，要求組件具有特殊特性。平均無(wú)故障時(shí)間(MTTF)是確定半導(dǎo)體電路可靠性的一種標(biāo)準(zhǔn)方法。對(duì)隔離組件來(lái)說(shuō)，它同時(shí)適用于集成電路和隔離原理這兩方面。應(yīng)使用90%的可信任水平和125℃的環(huán)境溫度進(jìn)行評(píng)測(cè)，典型電容和電感組件的平均無(wú)故障時(shí)間超過(guò)2,000年，而FIT(109小時(shí)內(nèi)的故障數(shù))在60以?xún)?nèi)。而典型光學(xué)組件的平均無(wú)故障時(shí)間只有30年，F(xiàn)IT將近4,000。

就對(duì)磁場(chǎng)的免疫力來(lái)說(shuō)，圖4比較了感性與容性組件。感性組件和容性組件(ISO721)都具有遠(yuǎn)超IEC61000標(biāo)準(zhǔn)的高磁場(chǎng)免疫力。但，容性組件ISO721更勝一籌，這對(duì)惡劣的汽車(chē)環(huán)境應(yīng)用特別重要。

圖：對(duì)外部磁場(chǎng)的免疫力。