TI推出顛覆性隔離產(chǎn)品，光耦仿真器會(huì)完全替代傳統(tǒng)光耦嗎？

2023年9月20日，TI（德州儀器）推出基于信號(hào)隔離半導(dǎo)體技術(shù)的全新光耦仿真器產(chǎn)品，包括ISOM81x系列（數(shù)字輸入輸出）和ISOM87x系列（模擬輸入輸出）。?

圖 | TI光耦合器產(chǎn)品目錄

TI為什么要推出全新的隔離產(chǎn)品呢？主要目的是為了提高信號(hào)完整性、降低功耗并延長(zhǎng)高電壓工業(yè)和汽車應(yīng)用的使用壽命。

具體來講，傳統(tǒng)的光耦合器通過集成一個(gè) LED 來隔離信號(hào)，但光耦合器需要預(yù)先進(jìn)行超裕度設(shè)計(jì)，用于補(bǔ)償 LED 不可避免的老化效應(yīng)。為了避免超裕度設(shè)計(jì)，消除 LED 的老化效應(yīng)，TI將人們熟悉的光耦合器與基于SiO2的隔離的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，推出了ISOM81x系列和ISOM87x系列產(chǎn)品。

德州儀器隔離接口市場(chǎng)與應(yīng)用經(jīng)理 Michael Schultis對(duì)此解釋道：“。今天我們推出的光耦仿真器本質(zhì)上不是光耦，它并沒有發(fā)光的部件。我們?cè)诙趸璧母綦x材料上做了深入研究，它對(duì)濕度和溫度都不是特別敏感，我們的產(chǎn)品在出廠時(shí)也會(huì)做一些加速老化的實(shí)驗(yàn)，保證這些器件在使用很長(zhǎng)一段時(shí)間后，還能在數(shù)據(jù)手冊(cè)的表征的性能范圍之內(nèi)?！?/p>

據(jù)悉，該系列光耦仿真器采用的 SiO2 隔離柵具有 500VRMS/μm 的高介電強(qiáng)度，明顯強(qiáng)于市場(chǎng)上許多光耦合器中使用的空氣絕緣層 (1 VRMS/μm)，使新器件產(chǎn)品系列可為終端產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供長(zhǎng)達(dá) 40 多年的保護(hù)。光耦仿真器還能提供高達(dá)3,750VRMS 的隔離保護(hù)，同時(shí)可提供低得多的IF和電源電流，從而降低高達(dá)80%的功耗。

此外，典型的高速光耦合器支持 1 Mbps 至 10 Mbps 的數(shù)據(jù)速率，而 ISOM8710 支持 25 Mbps，可實(shí)現(xiàn)更高的吞吐量，并能夠在各種高速應(yīng)用中使用光耦仿真器。

在帶寬方面，ISOM8110 支持 680 kHz 的高帶寬，從而可以減小強(qiáng)制磁性元件（電感器和變壓器）的尺寸。寬帶寬能夠改善次級(jí)側(cè)穩(wěn)壓反激轉(zhuǎn)換器的瞬態(tài)響應(yīng)。改進(jìn)的瞬態(tài)響應(yīng)可以減小輸出電容器的尺寸，釋放電路板空間并降低總體系統(tǒng)成本，特別是在高開關(guān)頻率氮化鎵設(shè)計(jì)中。

從應(yīng)用的角度來看，這是TI推出的第一款與業(yè)內(nèi)常見的光耦合器引腳對(duì)引腳兼容的光耦仿真器，可無縫集成到現(xiàn)有設(shè)計(jì)中。同時(shí)，該產(chǎn)品系列可耐受 –55°C 至 125°C 的寬工作溫度范圍。同時(shí)，可提供比光耦合器高多達(dá)10倍的共模瞬態(tài)抗擾度，與常見的數(shù)字光耦合器指定的CMTI約為15 kV/μs相比，ISOM8710 的最小 CMTI 為 125 kV/μs，使其能夠用于具有非常高共模開關(guān)噪聲或高振鈴噪聲的應(yīng)用。

看到這個(gè)工作溫度范圍，未來應(yīng)該會(huì)應(yīng)用到汽車領(lǐng)域。對(duì)此，TI方面的反饋是：“汽車版本的光耦仿真器產(chǎn)品預(yù)計(jì)將于2024年面市?！?/p>

話說回來，既然這個(gè)光耦仿真器這么好用，未來會(huì)全面替代傳統(tǒng)光耦器件嗎？對(duì)此，德州儀器中國(guó)區(qū)技術(shù)經(jīng)理沈軍表示：“目前市面上的光耦可能有數(shù)萬種。我們今天發(fā)布的兩款光耦仿真器與市面上非常多的主流光耦是兼容的，同時(shí)我們還提供了一些變種，比如說針對(duì)不同的電流傳輸比例、不同的封裝、以及不同的隔離等級(jí)。我們器件的目標(biāo)是針對(duì)主流的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)直接替換?！?/p>