第二代数字电容隔离器定义高性能新标准

　　相比四通道隔离器，图示结果有所改善。通道数为原来的两倍，因此电感隔离器的电流消耗也增加了一倍，然而相比双通道隔离器，四通道电容隔离器的通道数仅增加了一条。出现这种结果的原因是，仅使用了一条DC-通道，其在四条AC-通道之间得到多路传输(请参见图4)。DC通道仍然拥有高可靠性的同时，总电流消耗维持在最低水平，从而比双通道版本仅有最低限度的增加。

图4：双信道及四信道电容隔离器的通道结构。

　　四通道隔离器用于隔离包括数据和控制线路的接口(例如：SPI)，其数据速率一般可达20到80Mbps。电感和电容隔离器之间的电流消耗在30Mbps下时已经有10mA以上的差别，在如100Mbps等更高数据速率下时这一差别可高达40mA。

　　因此，它其实并非重要的DC电流，而是数据速率的电流增加，即斜率Δi/Δf。

预计使用寿命

　　隔离器的预计使用寿命由经时击穿(TDDB)决定，其为一种二氧化硅等电介质材料的重要故障模式。由于制造带来的杂质和不完整性缺陷，电介质会随时间而退化。这种退化会由于电介质上施加的电场及其温度的上升而加快。

　　预计使用寿命的确定是基于TDDB E模型，其为一种广受认可的电介质击穿模型。

　　实际上，周围温度维持在150oC时，TDDB由隔离器的施加应力电压决定(请参见图5)。测试之初便激活一个计时器，其在隔离器电流超出1mA时停止，表明电介质击穿。记录每个测试电压的故障时间，并根据理论E模型曲线进行绘图。

图5：TDDB测试方法。

　　图6所示的TDDB曲线表明，电容隔离器的测试数据(时间为5年)完全匹配E模型预测，从而得出在400 Vrms(560 Vpk)工作电压下28年的预计使用寿命，而相同电压下电感隔离器的预计使用寿命则小于10年。TDDB曲线还表明，在700V和2.5kV之间电容隔离器的寿命比电感隔离器长约10倍。

图6：电容和电感隔离器的预计使用寿命。

　　若要达到10到30年的工业预计使用寿命，使用SiO2电介质的电容隔离器是实现这个目标唯一可行的解决方案。

本文小结

　　因其高可靠性、低电流消耗、高带宽和长使用寿命，数字电容隔离器具有优异的性能。TI提供各种各样的数字电容隔离器，包括隔离总线收发器和新一代ISO74xx电容隔离器。