CVS172x 高速雙通道數(shù)字隔離器
CVS172x 高速雙通道數(shù)字隔離器
1. 產(chǎn)品特性
? 信號傳輸速率: DC to 150Mbps
2. 應(yīng)用
? 工業(yè)自動化
3. 概述
CVS172x 是一款高性能 2 通道數(shù)字隔離器具有精確的時序特性和低電源損耗。在隔離 CMOS 數(shù)字 I/O 時,器件可提供高電磁抗擾度和低輻射。 所有器件版本均具有施密特觸發(fā)器輸入,可實現(xiàn)高抗噪性能。每條隔離通道的邏輯輸入和輸出緩沖器均由二氧化硅(SiO2) 絕緣柵隔離。所有設(shè)備都具有故障安全模式選項。 如果輸入側(cè)電源掉電或信號丟失,對于后綴為 L 的設(shè)備,默認輸出為低,對于帶有后綴 H 的設(shè)備,默認輸出為高。器件具有高絕緣能力, 有助于防止數(shù)據(jù)總線或其他電路上的噪聲和浪涌進入本地接地端, 從而干擾或損壞敏感電路。 高 CMTI 能力有望保證數(shù)字信號的正確傳輸。 器件采用 8 腳窄體 SOIC, 8 腳寬體SOIC 和 16 腳寬體 SOIC 封裝。 所有產(chǎn)品均具有3.75kVrms 的隔離額定值,寬體封裝的產(chǎn)品支持絕緣耐壓高達 5kVrms。
簡化通道結(jié)構(gòu)圖
引腳名稱 |
SOIC8
引腳編號
|
類型 | |
VDDA | 1 |
電源 |
|
VI1/VO1 | 2 |
邏輯輸入/輸出 |
|
VI2/VO2 | 3 |
邏輯輸入/輸出 |
|
GNDA | 4 |
地 |
|
GNDB | 5 |
地 |
|
VI2/VO2 | 6 |
邏輯輸入/輸出 |
|
VI1/VO1 | 7 |
邏輯輸入/輸出 |
|
VDDB | 8 | 電源 |
引腳名稱
類型
描述
GNDA
1
地
A 側(cè)接地基準點
NC
2
NC
無內(nèi)部連接
VDDA
3
電源
A 側(cè)電源電壓
VI1/VO1
4
邏輯輸入/輸出
VI2/VO2/NC1
5
邏輯輸入/輸出
NC
6
NC
無內(nèi)部連接
GNDA
7
地
A 側(cè)接地基準點
NC
8
NC
無內(nèi)部連接
GNDB
9
地
B 側(cè)接地基準點
NC
10
NC
無內(nèi)部連接
NC
11
NC
無內(nèi)部連接
VI2/VO2
12
邏輯輸入/輸出
VI1/VO1
13
邏輯輸入/輸出
VDDB
14
電源
B 側(cè)電源電壓
NC
15
NC
無內(nèi)部連接
GNDB
16
地
備注:
1.無連接。這些引腳沒有內(nèi)部連接。它們可以懸空,連接到VDD或連接到GND。
絕對最大額定值 1
參數(shù)
最小值
最大值
單位
VDDA,
VDDB 電源電壓2
-0.5
6
V
Vin 輸入電壓 Ax, Bx, ENx
-0.5
VDDA+0.53
V
IO 輸出電流
-20
20
mA
TJ 結(jié)溫
150
°C
TSTG 存儲溫度范圍
-65
150
°C
備注:
1.等于或超出上述絕對最大額定值可能會導(dǎo)致產(chǎn)品永久性損壞。這只是額定最值,并不能以這些條件或者在任何其它超出本技術(shù)規(guī)范操作章節(jié)中所示規(guī)格的條件下,推斷產(chǎn)品能否正常工作。長期在超出最大額定值條件下工作會影響產(chǎn)品的可靠性。
2.除差分 I / O 總線電壓以外的所有電壓值, 均相對于本地接地端子(GNDA 或 GNDB),并且是峰值電壓值。
3.最大電壓不得超過 6 V。
ESD 額定值
數(shù)值
單位
VESD 靜電放電
人體模型 (HBM), 根據(jù)
ANSI/ESDA/JEDEC JS-001,所有引腳 1
±6000
V
組件充電模式(CDM), 根據(jù) JEDEC specification JESD22-C101, 所有引腳 2
±2000
備注:
1. JEDEC 文件 JEP155 規(guī)定 500V HBM 可通過標準 ESD 控制過程實現(xiàn)安全制造。
2. JEDEC 文件 JEP157 規(guī)定 250V CDM 允許使用標準 ESD 控制過程進行安全制造。
建議工作條件
參數(shù)
最小值
典型值
最大值
單位
VDDA, VDDB 電源電壓
2.375
3.3
5.5
V
VDD(UVLO+) VDD電源電壓上升時的欠壓閾值
1.95
2.24
2.375
V
VDD(UVLO-) VDD電源電壓下降時的欠壓閾值
1.88
2.1
2.325
V
VHYS(UVLO) VDD遲滯欠壓閾值
70
140
250
mV
IOH 高電平輸出電流
VDDO1 = 5V
-4
mA
VDDO = 3.3V
-2
VDDO = 2.5V
-1
IOL 低電平輸出電流
VDDO = 5V
4
mA
VDDO = 3.3V
2
VDDO = 2.5V
1
VIH 輸入閾值邏輯高電平
2
V
VIL 輸入閾值邏輯低電平
0.8
V
DR 信號傳輸速率
0
150
Mbps
TA 環(huán)境溫度
-55
27
125
°C
備注:
1. VDDO = 輸出側(cè) VDD
參數(shù) | 測試條件 | 數(shù)值 | 單位 | |
G/W | S | |||
CLR 外部氣隙(間隙) 1 | 測量輸入端至輸出端,隔空最短距離 | 8 | 4 |
mm |
CPG 外部爬電距離 1 | 測量輸入端至輸出端,沿殼體最短距離 | 8 | 4 |
mm |
DTI 隔離距離 | 最小內(nèi)部間隙 (內(nèi)部距離) | 19 | 19 |
μm |
CTI 相對漏電指數(shù) | DIN EN 60112 (VDE 0303-11); IEC 60112 | >600 | >600 |
V |
材料組 | 依據(jù) IEC 60664-1 | I |
I |
|
IEC 60664-1 過壓類別 | 額定市電電壓≤ 300 VRMS | I-IV | I-III | |
額定市電電壓≤ 400 VRMS | I-IV | I-III | ||
額定市電電壓 ≤ 600 VRMS | I-III |
n/a
|
||
DIN V VDE V 0884-11:2017-012 | ||||
VIORM 最大重復(fù)峰值隔離電壓 | 交流電壓(雙極) | 849 | 566 |
VPK |
VIOWM 最大工作隔離電壓 | 交流電壓; 時間相關(guān)的介質(zhì)擊穿 (TDDB) 測試 | 600 | 400 | VRMS |
直流電壓 | 849 | 566 |
VDC |
|
VIOTM 最大瞬態(tài)隔離電壓 |
VTEST = VIOTM,
t = 60 s (認證);
VTEST = 1.2 × VIOTM,
t= 1 s (100% 產(chǎn)品測試)
|
7070 | 5300 |
VPK |
VIOSM 最大浪涌隔離電壓 3 |
測試方法
依據(jù) IEC 60065, 1.2/50 μs 波形,
VTEST = 1.6 × VIOSM (生產(chǎn)測試)
|
6250 | 5000 |
VPK |
qpd 表征電荷 4 |
方法 a, 輸入/輸出安全測試子類 2/3 后,
Vini = VIOTM,
tini = 60 s;
Vpd(m) = 1.2 × VIORM, tm = 10 s
|
≤5 | ≤5 | pC |
方法 a, 環(huán)境測試子類 1 后,
Vini = VIOTM,
tini = 60 s;
Vpd(m) = 1.6 × VIORM, tm = 10 s
|
≤5 | ≤5 | ||
Method b1, 常規(guī)測試 (100% 生產(chǎn)測試) 和前期 預(yù)處理
(抽樣測試)
Vini = 1.2 × VIOTM, tini = 1 s;
Vpd(m) = 1.875 × VIORM, tm = 1 s
|
≤5 |
≤5 |
||
CIO 柵電容, 輸入到輸出 5 | VIO = 0.4 × sin (2πft), f = 1 MHz | ~0.5 | ~0.5 |
pF |
RIO 絕緣電阻 5 | VIO = 500 V, TA = 25°C | >1012 | >1012 | Ω |
VIO = 500 V, 100°C ≤ TA ≤ 125°C | >1011 | >1011 | ||
VIO = 500 V at TS = 150°C | >109 |
>109 |
||
污染度 |
2
|
2 | ||
UL 1577 | ||||
VISO 最大隔離電壓 |
VTEST = VISO , t = 60 s (認證),
VTEST = 1.2 × VISO , t = 1 s (100%生產(chǎn)測試)
|
5000 | 3750 |
VRMS
|
備注:
1. 根據(jù)應(yīng)用的特定設(shè)備隔離標準應(yīng)用爬電距離和間隙要求。 注意保持電路板設(shè)計的爬電距離和間隙距離,以確保印刷電路板上隔離器的安裝焊盤不會縮短該距離。
在某些情況下印刷電路板上的爬電距離和間隙相等。 在印刷電路板上插入凹槽的技術(shù)有助于提高這些指標。
2. 該標準僅適用于安全等級內(nèi)的安全電氣絕緣。 應(yīng)通過適當?shù)谋Wo電路確保符合安全等級。
3. 測試在空氣或油中進行,以確定隔離屏障的固有浪涌抗擾度。
4. 表征電荷是由局部放電引起的放電電荷(pd)。
5. 柵兩側(cè)的所有引腳連接在一起,形成雙端子器件。
|
VDDA = VDDB = 5 V ± 10%, TA = -55 to 125°C
參數(shù)
測試條件
最小值
典型值
最大值
單位
VOH 輸出電壓邏輯高電平
IOH = -4mA; 圖 8-1
VDDO1-0.4
4.8
V
VOL 輸出電壓邏輯低電平
IOL = 4mA; 圖 8-1
0.2
0.4
V
VIT+(IN) 正輸入閾值
1.4
1.67
1.9
V
VIT-(IN) 負輸入閾值
1
1.23
1.4
V
VI(HYS) 輸入閾值遲滯
0.3
0.44
0.5
V
IIH 輸入高電平漏電流
VIH = VDDA at Ax or
Bx or Enx
4
μA
IIL 輸入低電平漏電流
VIL = 0 V at Ax or Bx
-4
μA
ZO 輸出阻抗 2
50
Ω
CMTI 共模瞬變抗擾度
VI = VDDI1 or 0 V,
VCM = 1200 V; 圖 8-3
100
150
kV/μs
CI 輸入電容 3
VI = VDD/ 2 +
0.4×sin(2πft), f = 1 MHz, VDD = 5 V
2
pF
備注:
1. VDDI = 輸入側(cè) VDD, VDDO = 輸出側(cè) VDD
2. 正常隔離器通道的輸出阻抗約為 50Ω±40%。
3. 從引腳到地測量。
|
VDDA = VDDB = 3.3 V ± 10%, TA = -55 to 125°C
參數(shù) | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
VOH 輸出電壓邏輯高電平 | IOH = -4mA; 圖 8-1 | VDDO1-0.4 | 3.1 | V | |
VOL 輸出電壓邏輯低電平 | IOL = 4mA; 圖 8-1 | 0.2 | 0.4 | V | |
VIT+(IN) 正輸入閾值 | 1.4 | 1.67 | 1.9 | V | |
VIT-(IN) 負輸入閾值 | 1 | 1.23 | 1.4 | V | |
VI(HYS) 輸入閾值遲滯 | 0.3 | 0.44 | 0.5 | V | |
IIH 輸入高電平漏電流 | VIH = VDDA at Ax or Bx or Enx | 4 | μA | ||
IIL 輸入低電平漏電流 | VIL = 0 V at Ax or Bx | -4 | μA | ||
ZO 輸出阻抗 2 | 50 | Ω | |||
CMTI 共模瞬變抗擾度 | VI = VDDI1 or 0 V, VCM = 1200 V; 圖 8-3 | 100 | 150 | kV/μs | |
CI 輸入電容 3 | VI = VDD/ 2 + 0.4×sin(2πft), f = 1 MHz, VDD = 3.3 V | 2 | pF | ||
備注: 1. VDDI = 輸入側(cè) VDD, VDDO = 輸出側(cè) VDD 2. 正常隔離器通道的輸出阻抗約為 50Ω±40%。 3. 從引腳到地測量。 |
VDDA = VDDB = 2.5 V ± 5%, TA = -55 to 125°C
參數(shù) | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
VOH 輸出電壓邏輯高電平 | IOH = -4mA; 圖 8-1 | VDDO1-0.4 | 2.3 | V | |
VOL 輸出電壓邏輯低電平 | IOL = 4mA; 圖 8-1 | 0.2 | 0.4 | V | |
VIT+(IN) 正輸入閾值 | 1.4 | 1.67 | 1.9 | V | |
VIT-(IN) 負輸入閾值 | 1 | 1.23 | 1.4 | V | |
VI(HYS) 輸入閾值遲滯 | 0.3 | 0.44 | 0.5 | V | |
IIH 輸入高電平漏電流 | VIH = VDDA at Ax or Bx or Enx | 4 | μA | ||
IIL 輸入低電平漏電流 | VIL = 0 V at Ax or Bx | -4 | μA | ||
ZO 輸出阻抗 2 | 50 | Ω | |||
CMTI 共模瞬變抗擾度 | VI = VDDI1 or 0 V, VCM = 1200 V; 圖 8-3 | 100 | 150 | kV/μs | |
CI 輸入電容 3 | VI = VDD/ 2 + 0.4×sin(2πft), f = 1 MHz, VDD = 2.5 V | 2 | pF | ||
備注: 1. VDDI = 輸入側(cè) VDD, VDDO = 輸出側(cè) VDD 2. 正常隔離器通道的輸出阻抗約為 50Ω±40%。 3. 從引腳到地測量。 |
參數(shù) | 測試說明 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
DR 數(shù)據(jù)速率 | 0 | 150 | Mbps | ||
PWmin 最小脈寬 | 5 | ns | |||
tPLH, tPHL 傳播延遲 | 圖 8-1 | 5 | 8 | 13 | ns |
PWD 脈沖寬度失真 |tPLH - tPHL| | 0.2 | 4.5 | ns | ||
tsk(o) 通道到通道輸出偏移時間 1 | 同方向通道 | 0.4 | 2.5 | ns | |
tsk(pp) 片與片之間通道輸出偏移時間 2 | 2 | 4.5 | ns | ||
tr 輸出上升時間 | 圖 8-1 | 2.5 | 4 | ns | |
tf 輸出下降時間 | 圖 8-1 | 2.5 | 4 | ns | |
tDO 默認輸出延遲時間從輸入電源損耗 | 圖 8-2 | 8 | 12 | ns | |
tSU 啟動時間 | 15 | 40 | μs | ||
備注: 1. tsk(o) 為具有所有驅(qū)動輸入連接在一起的單個設(shè)備的輸出與驅(qū)動相同負載時沿相同方向切換的輸出之間的偏差 2. tsk(pp)是在相同的電源電壓、溫度、輸入信號和負載下,不同器件在同一方向切換的任意終端之間傳播延遲時間的差值 |
參數(shù) | 測試說明 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
DR 數(shù)據(jù)速率 | 0 | 150 | Mbps | ||
PWmin 最小脈寬 | 5 | ns | |||
tPLH, tPHL 傳播延遲 | 圖 8-1 | 5 | 8 | 13 | ns |
PWD 脈沖寬度失真 |tPLH - tPHL| | 0.2 | 4.5 | ns | ||
tsk(o) 通道到通道輸出偏移時間 1 | 同方向通道 | 0.4 | 2.5 | ns | |
tsk(pp) 片與片之間通道輸出偏移時間 2 | 2 | 4.5 | ns | ||
tr 輸出上升時間 | 圖 8-1 | 2.5 | 4 | ns | |
tf 輸出下降時間 | 圖 8-1 | 2.5 | 4 | ns | |
tDO 默認輸出延遲時間從輸入電源損耗 | 圖 8-2 | 8 | 12 | ns | |
tSU 啟動時間 | 15 | 40 | μs | ||
備注: 1. tsk(o) 為具有所有驅(qū)動輸入連接在一起的單個設(shè)備的輸出與驅(qū)動相同負載時沿相同方向切換的輸出之間的偏差 2. tsk(pp)是在相同的電源電壓、溫度、輸入信號和負載下,不同器件在同一方向切換的任意終端之間傳播延遲時間的差值 |
VDDA = VDDB = 2.5 V ± 5%, TA = -55 to 125°C
參數(shù) | 測試說明 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
DR 數(shù)據(jù)速率 | 0 | 150 | Mbps | ||
PWmin 最小脈寬 | 5 | ns | |||
tPLH, tPHL 傳播延遲 | 圖 8-1 | 5 | 8 | 13 | ns |
PWD 脈沖寬度失真 |tPLH - tPHL| | 0.2 | 5.0 | ns | ||
tsk(o) 通道到通道輸出偏移時間 1 | 同方向通道 | 0.4 | 2.5 | ns | |
tsk(pp) 片與片之間通道輸出偏移時間 2 | 2 | 5.0 | ns | ||
tr 輸出上升時間 | 圖 8-1 | 2.5 | 4 | ns | |
tf 輸出下降時間 | 圖 8-1 | 2.5 | 4 | ns | |
tDO 默認輸出延遲時間從輸入電源損耗 | 圖 8-2 | 8 | 12 | ns | |
tSU 啟動時間 | 15 | 40 | μs | ||
備注: 1. tsk(o) 為具有所有驅(qū)動輸入連接在一起的單個設(shè)備的輸出與驅(qū)動相同負載時沿相同方向切換的輸出之間的偏差 2. tsk(pp)是在相同的電源電壓、溫度、輸入信號和負載下,不同器件在同一方向切換的任意終端之間傳播延遲時間的差值 |
參數(shù)測量信息
2. CL 是大約 15pF 的負載電容和儀表電容。由于負載電容會影響輸出上升時間,因此它是時序特性測量的關(guān)鍵因素。
圖 8-1 時序特性測試電路和電壓波形
備注:
圖 8-2 默認輸出延遲時間測試電路和電壓波形
備注:
圖 8-3 共模瞬變抗擾度測試電路
產(chǎn)品采用先進的電路技術(shù)可以有效的抑制載波信號和 IO 開關(guān)引入的 EMI。 相比于電感耦合隔離架構(gòu), 電容耦合架構(gòu)具有更高的電磁抗干擾能力。 OOK 調(diào)制方案消除了脈沖調(diào)制方案中可能出現(xiàn)的脈沖丟失引起的誤碼現(xiàn)象。 圖 9-1 和圖 9-2 分別為單通道功能框圖和 OOK 開關(guān)鍵控調(diào)制方案波形示意圖。
9.2. 功能框圖
圖 9-2 OOK 開關(guān)鍵控調(diào)制方案波形示意圖
VDDI | VDDO | 輸入(Ax/Bx)2 | 輸出 (Ax/Bx) | 模式 |
PU | PU | H | L |
正常運行模式: 通道的輸出跟隨通道輸入狀態(tài) |
H | L | |||
Open | Default |
默認輸出故障安全模式: 如果通道的輸入保持斷開狀態(tài),則其輸出將變?yōu)槟J值高 |
||
PD | PU | X | Default |
默認輸出故障安全模式: 如果輸入側(cè) VDD 未通電,則輸出進入默認輸出故障安全模式高電平 |
X | PD | X | Undetermined | 如果輸出側(cè) VDD 未供電,則輸出的狀態(tài)不確定。 3 |
備注: 1. VDDI =輸入側(cè) VDD; VDDO =輸出側(cè) VDD; PU = 上電 (VCC ≥ 2.375 V); PD = 斷電(VCC ≤ 2.25 V); X = 無關(guān); H =高電平; L =低電平; Z =高阻抗。 2. 強驅(qū)動的輸入信號可以通過內(nèi)部保護二極管微弱地驅(qū)動浮動的 VDD,從而導(dǎo)致輸出不確定。 3. 當電源電壓 2.25V < VDDI, VDDO < 2.375 V 時,輸出狀態(tài)不確定。 |
應(yīng)用電路 |