數字隔離芯片是一種實現電氣隔離功能的集成電路，在工業自動化、汽車電子、光伏儲能與電力通信等領域的電氣系統中發揮著至關重要的作用。其不僅可令高、低壓系統之間相互獨立，提高低壓系統的抗干擾能力，同時還可確保高、低壓系統之間的安全交互，使系統穩定工作，并避免操作者遭受來自高壓系統的電擊傷害。

典型數字隔離芯片的簡化原理圖

值得一提的是，數字隔離芯片歷經多年發展，其應用范圍已十分廣泛，凡涉及到在高、低壓系統之間進行信號傳輸的場景中基本都需要應用到此種芯片。那么，電氣工程師在進行電路設計時到底該如何評估選擇一款最為適配的數字隔離芯片呢？

如何選擇一款最為合適的數字隔離芯片？

數字隔離芯片是一種安規器件，是各種電氣系統中不可或缺的一份安全保障，其主要作用是通過電氣隔離的方式消除高、低壓系統之間的干擾因素，以保證電氣系統的穩定性與可靠性。電氣工程師們在選擇數字隔離芯片時，應著重考慮以下幾個方面：

· 隔離電壓

隔離電壓是評估數字隔離芯片隔離能力的重要指標，指數字隔離芯片兩端所能夠承受的最大電壓差。在各類電氣系統中，由于存在高低電位差，因此需要選擇具有足夠隔離能力的數字隔離芯片，以確保人身安全和設備的穩定運行。

在選擇隔離電壓時，應根據應用場景的電壓等級和隔離要求進行選擇。不論是3.75kV、5kV、7kV，亦或是更高的隔離電壓，它們都代表著此款數字隔離芯片至少可在該隔離電壓下堅持60秒不被擊穿。

· 數據速率

數據速率是衡量信號傳輸速度快慢的重要指標。在各類電氣系統中，UART、IIC與RS-485等不同通信標準和接口對于數據傳輸率要求不同，數據速率的選擇需根據實際應用場景的需求進行。

對于要求信號實時傳輸且準確性高的應用，如電網監控、電動汽車控制等，通常需選擇具有較高數據速率的數字隔離芯片以確保信號的準確傳輸。而一些對信號傳輸速度要求相對較低的應用，如智能家居、傳感器網絡等，則可選擇數據速率適中的數字隔離器以降低系統成本。

· 浪涌電壓ESD

浪涌電壓是評估數字隔離芯片在惡劣環境下能否穩定工作的參數。在各類電氣系統中，由于存在電網波動、瞬態干擾等復雜因素，且數字隔離芯片通常是處于高低壓的接口處，因此需要選擇具有較高浪涌電壓耐受能力的數字隔離芯片，以確保系統的穩定性。

ESD額定值

在選擇浪涌電壓時，需根據應用場景的電壓等級和穩定性能要求進行選擇。對于高電壓、大電流的應用場景，需選擇能夠承受相應浪涌電壓的數字隔離器，反之亦然。

· 共模瞬態抑制能力CMTI

CMTI是衡量數字隔離芯片抗瞬態干擾能力的重要參數，即其在系統應用中的魯棒性表現。在各類電氣系統中，由于存在復雜的電磁環境和干擾信號，因此需要選擇具有較高CMTI值的數字隔離芯片，以提高信號的抗干擾能力。

瞬態共模抑制能力測試電路

在選擇CMTI時，需根據應用場景的干擾情況和穩定性要求進行選擇。例如，對于應用在電機驅動與逆變器等存在較強共模干擾的應用場景中，需選擇較高的CMTI額定值，保護系統安全，反之亦然。

· 封裝類型

在確定上述指標需求后，下一步則需要考慮不同的封裝選擇。由于封裝類型往往影響著芯片的尺寸，因此其與爬電距離和電氣間隙等安規需求掛鉤。通常，具有較大爬電距離和電氣間隙的較大封裝將允許使用更高的隔離電壓規格。

在進行封裝類型的選擇時，對于高頻、高電壓等應用領域，需選擇爬電距離與電氣間隙較大的封裝類型，以確保芯片的穩定性和可靠性，反之亦然。

· 通道配置

在確定完封裝需求后，應根據具體需求決定信號需要多少個隔離通道以及每個信號的發送方向來完成通道數量及其方向的配置。例如，四個正向通道的四通道數字隔離芯片適用于隔離式柵極驅動信號傳輸；三個正向通道與一個反向通道的四通道數字隔離芯片通常需要用于SPI通信。

最終，再綜合考慮具體應用場景中的工作溫度、工作電壓等因素，并設定默認輸出狀態后（或故障安全狀態），電氣工程師即可在芯片廠家所提供的數字隔離芯片選型表中選擇出一款最為適配的數字隔離芯片。

HOPERF數字隔離芯片選型表（部分）

例如，上表為華普微自主研發的數字隔離芯片選型表（部分），其具備著卓越的電氣隔離效果，可廣泛適用于各類高安全性需求的電氣系統，并能夠提供靈活的定制化服務，滿足各行業客戶的個性化需求。電氣工程師們可根據選型表中所提供的隔離電壓、傳輸速率、浪涌電壓、CMTI、封裝類型、通道配置與默認輸出等具體參數進行綜合評估后做出最佳選擇。

審核編輯 黃宇