数字型隔离器ISO121x的用法

目录

概述

1 认识ISO121x

1.1 简介

1.2 特性

1.3 应用领域

2 ISO121x芯片结构

2.1 ISO1211引脚介绍

2.2 ISO1211的通用应用电路

2.3 Layout Example

3 应用范例

3.1 TI提供的评估板

3.2  评估板的原理图电路

概述

本文主要介绍ISO121x的相关特性，以及其一般的使用方法，还介绍了TI提供的评估板的电路设计方法，以及PCB设计应该注意的要求。

1 认识ISO121x

1.1 简介

ISO1211 和 ISO1212 器件是隔离式 24V 至 60V 数字输入接收器， 符合 IEC 61131-2 1 类、 2 类和 3 类特性标准。 这些器件可以在可编程逻辑控制器 (PLC)、 电机控制、 电网基础设施和其他工业应用中实现 9V 至300V 直流和交流数字输入模块。 不同于具有分立式、不精确电流限制电路的传统光耦合器解决方案， ISO121x 器件提供具有精确电流限制的简单低功耗解决方案， 可实现紧凑型和高密度 I/O 模块的设计。这些器件不需要现场侧电源， 可配置为拉电流或灌电流输入。

ISO121x 器件的工作电压范围为 2.25V 至 5.5V， 支持2.5V、 3.3V 和 5V 控制器。 具有反极性保护的 ±60V输入容差有助于确保输入引脚在可忽略的反向电流发生故障时受到保护。 这些器件支持高达 4Mbps 的数据速率， 可通过 150ns 的最小脉冲宽度， 从而实现高速运行。 ISO1211 器件适用于需要通道间隔离功能的设计， 而 ISO1212 器件适用于多通道空间受限的设计。

1.2 特性

1.3 应用领域

2 ISO121x芯片结构

2.1 ISO1211引脚介绍

ISO1211-8pin的封装图如下

IO 接口介绍

2.2 ISO1211的通用应用电路

对于更高电压水平的浪涌测试或对于不能使用较大CIN值的更快的系统，TVS二极管或可采用满足EMC要求的压敏电阻。使用较小RTHR值的2型系统也可以需要TVS二极管或压敏电阻器进行浪涌保护。图24显示了TVS二极管用于浪涌的示例用法保护。浪涌保护的推荐元件为VCAN26A2-03S (TVS, Vishay)， EZJP0V420WM (Varistor, Panasonic)和GSOT36C (TVS, Vishay)。RTHR电阻器的使用也降低了TVS二极管的峰值电流要求，使它们更小和成本效益。

例如，通过1-kΩ RTHR电阻器的2kv浪涌只产生2a的峰值电流。同时,由于RTHR电阻器在正常工作时存在电压降，工作电压要求为压敏电阻或TVS二极管减少。例如，RTHR值为1 kΩ， RSENSE值为562 Ω模块设计为30 V输入只需要28 V电视二极管，因为RTHR电阻下降超过2 V。

2.3 Layout Example

3 应用范例

3.1 TI提供的评估板

ISO1211EVM是用于测试和评估隔离单通道工业输入设备运行的评估模块，ISO1211。EVM使用两个ISO1211设备来实现双通道通道对通道隔离工业输入解决方案，其中一个作为快速信号输入通道(最多4个)另一个为慢速信号输入通道(< 1kbps)。ISO1211EVM的第一个设备(U1)采用传统的方法保护工业输入通道，使用TVS二极管进行EMC(如浪涌、ESD等)。因为ISO1211EVM的第二个设备(U2)被配置为接受只有慢速信号输入，EMC保护可以通过仅使用电容器(代替TVS)来实现。在输入和FGND引脚之间。高达330µs的故障可以在没有TVS的默认值下过滤电阻(1 kΩ)和电(0.33µF)。根据输入信号的数据速率，得出这个值电容器可以修改，以达到所需的EMC保护。如果需要快速信号评估第二个设备(U2)，移除预填充的C4电容器。有关不同级别EMC的信息在不使用额外TVS二极管的情况下提供保护，请参阅ISO121x数据表。

3.2  评估板的原理图电路