工业应用功能在增加，而尺寸在减小，类似于消费市场，但规模较小。 现在，半导体制造商面临的挑战是在不损失性能的情况下提供更小的封装解决方案。 在隔离器空间中也是如此； 但是对于隔离器，对于高压爬电距离和间隙要求有一定的尺寸要求。 但还是越小越好。
在我的上一篇博文中，我讨论了 ISOW7841，它在单个封装中集成了隔离数据和电源，可以替代图 1 中所示的分立解决方案（虚线部分）。
这种集成解决方案比分立解决方案更小，后者包含变压器驱动器、变压器、整流器和稳压器（如图 2 所示）。
在图 2 的左侧，您可以看到电路板布局以及构建隔离数据和电源解决方案所需的分立元件。 在右侧，设计仅通过一个带有两个去耦电容器的组件进行了简化。 设计尺寸从 35 毫米 x 28 毫米降至 22 毫米 x 15 毫米，约占分立解决方案电路板空间的 33%。
但这是您可以从单芯片解决方案中获得的唯一节省吗？ 不。这里有一些额外的好处：
●板高。 外部变压器可能体积庞大，而且通常比小外形集成电路 (SOIC) 封装厚得多。 如图 3 所示，分立解决方案使用 4.10 毫米厚的隔离变压器。 采用 16 引脚 SOIC 封装的平面变压器集成解决方案（如图 4 所示）厚度为 2.65 毫米，与分立变压器相比，其高度降低了约 35%。 当您想在空间受限的应用中堆叠多个板时，集成解决方案的较小高度将派上用场。
●认证。 几乎所有设计人员的系统都获得了 Underwriters Laboratories (UL)、Verband der Elektrotechnik (VDE) 等机构的认证。这些认证要求电路板上的组件符合规定的标准。 拥有分立解决方案不仅会增加需要认证的组件数量，而且如果任何经过认证的组件不可用，也可能会延迟流程。 例如，可能很难找到具有正确认证的变压器，尤其是具有增强额定值的变压器。 集成芯片简化了这一过程，因为隔离信号和电源解决方案被认证为一个单元。 每款 TI 隔离器均通过 UL、VDE、加拿大标准协会 (CSA) 和 TÜV SÜD 等机构的认证。 大多数认证可在设备发布后的六个月内获得。
●简单。 涉及隔离电源的系统需要防止过载和短路。 例如，如果电压由于负载而下降并且电流继续上升，则会发生电路故障和可能的器件温度升高。 具有热关断和电流限制等过载保护功能将防止损坏设备和电路。
隔离电源的另一个优点是软启动机制，可确保控制涌入电流并避免上电期间输出出现任何过冲。 图 5 比较了 ISOW7841 与市场上类似器件的 VCC 和输出电压 VISO 波形。 输出端的任何过冲都可能损坏负载电路。 ISOW7841 中的软启动方案限制从 VCC 电源汲取的初级峰值电流，并以受控方式为 VISO 输出充电，避免过冲。
ISOW7841 器件中的这些特性（热关断、限流、软启动）减少了设计中外部保护电路的数量，从而简化了设计。
下次您在寻找节省空间的隔离设备时，请多看看设备的 XY 尺寸。 额外的设备优势可能会使您的设计更小，上市时间更快。