随着汽车行业继续在混合动力电动汽车(HEV)中采用48v系统，车载网络的信号隔离需求变得更加重要。如果没有对低压电路的可靠、有效的保护，较高电压的特征和优点会显著降低。
然而，了解您需要将信号与48v车辆中的高电压事件隔离开来只是成功的一半。与全电动汽车(ev)不同，HEV除了电池系统之外，还使用传统的内燃机(ice)。ice会产生高温，通常超过125°c。为了在这种环境中可靠地运行，汽车系统以及制造这些系统的部件必须能够承受高温，如汽车电子委员会(AEC)-Q100所定义的那样基于失效机制的封装集成电路应力测试鉴定。”
什么是AEC-Q100标准？
AEC-Q100标准概述了设计用于汽车系统的集成电路(IC)必须满足的可靠运行规范。由于汽车系统经常受到温度变化的影响，AEC-Q100标准的一个关键规格是IC的环境工作温度范围。AEC-Q100根据不同的温度等级列出了汽车应用认证IC的工作温度范围，如表1所示。
作为AEC-Q100定义的最宽温度范围，0级器件通常设计用于高温系统，如48V HEV，因为这些车辆由于使用ice，温度有时会超过125°C。
由于电动汽车没有ICE，在大多数情况下，环境工作温度通常不会超过125°C，因此额定为1级的设备就足够了。
用0级数字隔离器保护低压电路
让我们看几个用例，更好地说明隔离车载网络信号时0级的优势，特别是数字隔离器。数字隔离器通常用于不同电压域(例如48V和12V)之间，以保护低压侧电路免受高压侧影响，并降低高压共模噪声对低压侧信号的影响。了解如何隔离HEV/EV系统中的CAN FD通信满足HEV/ev隔离CAN系统中CAN FD的时序要求."
这起动机/发电机图1所示的例子中，0级数字隔离器，如ISO7741E-Q1，可以降低设计复杂性，同时增强高温环境下的信号保护。在起动机/发电机中，数字隔离器和0级控制器局域网灵活数据速率(CAN FD)收发器，如TCAN1044EV-Q1，可以将数据从系统的48V侧传输到12V侧。48伏的电力系统位于冰层附近；因此，48v系统上的任何温度上升都会影响位于48v和12v端之间接口边缘的隔离器。这些系统的温度在短时间内超过125℃至150 ℃,通常受任务曲线或工作温度曲线的限制，这因汽车制造商而异。

图1保护48v起动机发电机系统低压侧的数字隔离器

其它可能受益于更高温度等级数字隔离器的应用包括水泵、冷却风扇、煤烟传感器和48V HEV中的牵引逆变器。这些系统大多使用数字隔离器和收发器(大多数情况下为CAN、CAN FD或局域互联网络[LIN]通信协议)作为通信接口。图2显示了一个暖风、通风与空调(HVAC)压缩机模块隔离器用于从高压侧的MCU到低压侧的通信接口板的通信。

图2保护48v HVAC压缩机模块低压侧的数字隔离器

如果数字隔离器在超过其工作极限的温度下使用，可能会导致系统时序规格下降，或者在隔离器停止工作时无法通信。对于起动发电机这样的关键系统来说，这两种情况都是不理想的。确保始终通信的标准方法是使用液体和空气冷却系统，减少热量并将IC温度维持在工作极限以下。但是设计复杂的空气冷却系统会导致冷却系统设计成本、空间和重量的增加。使用满足更高环境工作温度的IC可以减轻冷却系统的负担，使其更简单、更具成本效益。
大多数通过汽车应用认证的数字隔离器，包括ISO7741-Q1，满足-40°C至125°C的1级温度范围要求，适合许多汽车应用。然而，在高温系统中，与本文讨论的用例类似，0级器件，如“Q1 ”,将为HEV/EV设计人员提供另一种数字隔离解决方案，可以在不影响系统性能的情况下，减少材料成本，缩短上市时间。