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  • ISO774x-Q1 汽车级高速四通道增强型数字隔离器

    • ZHCSFU5G November   2016  – October 2024 ISO7740-Q1 , ISO7741-Q1 , ISO7742-Q1

      PRODUCTION DATA  

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  • ISO774x-Q1 汽车级高速四通道增强型数字隔离器
  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 引脚配置和功能
  6. 5 规格
    1. 5.1  绝对最大额定值
    2. 5.2  ESD 等级
    3. 5.3  建议运行条件
    4. 5.4  热性能信息
    5. 5.5  功率等级
    6. 5.6  绝缘规格
    7. 5.7  安全相关认证
    8. 5.8  安全限值
    9. 5.9  电气特性 - 5V 电源
    10. 5.10 电源电流特性 - 5V 电源
    11. 5.11 电气特性 - 3.3V 电源
    12. 5.12 电源电流特性 - 3.3V 电源
    13. 5.13 电气特性 - 2.5V 电源 
    14. 5.14 电源电流特性 - 2.5V 电源
    15. 5.15 开关特性 - 5V 电源
    16. 5.16 开关特性 - 3.3V 电源
    17. 5.17 开关特性 - 2.5V 电源
    18. 5.18 绝缘特性曲线
    19. 5.19 典型特性
  7. 6 参数测量信息
  8. 7 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1 电磁兼容性 (EMC) 注意事项
    4. 7.4 器件功能模式
      1. 7.4.1 器件 I/O 原理图
  9. 8 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 设计要求
      2. 8.2.2 详细设计过程
      3. 8.2.3 应用曲线
        1. 8.2.3.1 绝缘寿命
    3. 8.3 电源相关建议
    4. 8.4 布局
      1. 8.4.1 布局指南
        1. 8.4.1.1 PCB 材料
      2. 8.4.2 布局示例
  10. 9 器件和文档支持
    1. 9.1 文档支持
      1. 9.1.1 相关文档
    2. 9.2 相关链接
    3. 9.3 接收文档更新通知
    4. 9.4 支持资源
    5. 9.5 商标
    6. 9.6 静电放电警告
    7. 9.7 术语表
  11. 10修订历史记录
  12. 11机械、封装和可订购信息
  13. 重要声明

封装选项

请参考 PDF 数据表获取器件具体的封装图。

机械数据 (封装 | 引脚)
  • DWW|16
  • DBQ|16
  • DW|16
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
  • DW|16
    • QFND505A
订购信息
  • zhcsfu5g_oa
  • zhcsfu5g_pm
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Data Sheet

ISO774x-Q1 汽车级高速四通道增强型数字隔离器

本资源的原文使用英文撰写。 为方便起见，TI 提供了译文；由于翻译过程中可能使用了自动化工具，TI 不保证译文的准确性。 为确认准确性，请务必访问 ti.com 参考最新的英文版本（控制文档）。

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1 特性

  • 符合汽车应用要求
  • 具有符合 AEC-Q100 标准的下列特性：
    • 器件温度等级 1：–40°C 至 125°C 环境工作温度范围
  • 功能安全型
    • 可提供用于功能安全系统设计的文档：ISO7740-Q1、ISO7741-Q1、ISO7742-Q1
  • 100Mbps 数据速率
  • 稳健可靠的隔离栅：
    • 在 1500VRMS 工作电压下预计寿命超过 30 年
    • 隔离等级高达 5700VRMS
    • 浪涌能力高达 12.8kV
    • CMTI 典型值为 ±100kV/μs
  • 宽电源电压范围：2.25V 至 5.5V
  • 2.25V 至 5.5V 电平转换
  • 默认输出高电平 (ISO774x) 和低电平 (ISO774xF) 选项
  • 低功耗，1Mbps 时每通道的电流典型值为 1.5mA
  • 低传播延迟：典型值为 10.7ns
    （5V 电源）
  • 优异的电磁兼容性 (EMC)
    • 系统级 ESD、EFT 和浪涌抗扰性
    • 在整个隔离栅具有 ±8kV IEC 61000-4-2 接触放电保护
    • 低辐射
  • 超宽 SOIC (DWW-16)、宽体 SOIC (DW-16) 和 QSOP (DBQ-16) 封装选项
  • 安全相关认证：
    • DIN EN IEC 60747-17 (VDE 0884-17)
    • UL 1577 组件认证计划
    • IEC 61010-1、IEC 62368-1、IEC 60601-1 和 GB 4943.1 认证

2 应用

  • 混合动力、电动和动力总成系统 (EV/HEV)
    • 电池管理系统 (BMS)
    • 车载充电器
    • 牵引逆变器
    • 直流/直流转换器
    • 逆变器和电机控制
封装信息
器件型号(1) 封装 封装尺寸(2)
ISO7730-Q1
ISO7731-Q1		 DW（SOIC，16） 10.30mm × 7.50mm
DBQ（SSOP，16） 4.90mm × 3.90mm
(1) 如需了解所有可用封装，请参阅数据表末尾的可订购产品附录。
(2) 封装尺寸（长 × 宽）为标称值，并包括引脚（如适用）。

3 说明

ISO774x-Q1 汽车级器件是高性能四通道数字隔离器，可提供符合 UL 1577 标准的 5700VRMS（DWW 封装）、5000VRMS（DW 封装）和 3000VRMS（DBQ 封装）隔离等级。该系列器件具有符合 VDE、CSA、TUV 和 CQC 标准的增强型绝缘等级。

ISO774x-Q1 器件能够以较低的功耗提供高电磁抗扰度和低辐射，同时还能够隔离 CMOS 或 LVCMOS 数字 I/O。每条隔离通道的逻辑输入和输出缓冲器均由双电容二氧化硅 (SiO2) 绝缘栅相隔离。这些器件配有使能引脚，可用于在多控制器驱动应用中将各自的输出置于高阻抗状态，并降低功耗。ISO7740-Q1 器件具有四个全部同向的通道，ISO7741-Q1 器件具有三个正向通道和一个反向通道，而 ISO7742-Q1 器件具有两个正向通道和两个反向通道。如果输入电源或信号丢失，不带后缀 F 的器件默认输出高电平，带后缀 F 的器件默认输出低电平。更多详细信息，请参阅器件功能模式 部分。

封装信息
器件型号(1)封装封装尺寸(2)
ISO7741-Q1DWW（SOIC，16）10.30mm × 14.0mm
ISO7740-Q1
ISO7741-Q1
ISO7742-Q1		DW（SOIC，16）10.30mm × 7.50mm
DBQ（SSOP，16）4.90mm × 3.90mm
(1) 如需了解所有可用封装，请参阅数据表末尾的可订购产品附录。
(2) 封装尺寸（长 × 宽）为标称值，并包括引脚（如适用）。
ISO7740-Q1 ISO7741-Q1 ISO7742-Q1 简化版原理图
VCCI = 输入电源，VCCO = 输出电源
GNDI = 输入接地，GNDO = 输出接地
简化版原理图

4 引脚配置和功能

ISO7740-Q1 ISO7741-Q1 ISO7742-Q1 ISO7740-Q1 DW 和 DBQ 封装 16 引脚 SOIC-WB 和 QSOP 顶视图图 4-1 ISO7740-Q1 DW 和 DBQ 封装 16 引脚 SOIC-WB 和 QSOP 顶视图
ISO7740-Q1 ISO7741-Q1 ISO7742-Q1 ISO7741-Q1 DWW、DW 和 DBQ 封装 16 引脚 SOIC-Extra-WB、SOIC-WB 和 QSOP 顶视图图 4-2 ISO7741-Q1 DWW、DW 和 DBQ 封装 16 引脚 SOIC-Extra-WB、SOIC-WB 和 QSOP 顶视图
ISO7740-Q1 ISO7741-Q1 ISO7742-Q1 ISO7742-Q1 DW 和 DBQ 封装 16 引脚 SOIC-WB 和 QSOP 顶视图图 4-3 ISO7742-Q1 DW 和 DBQ 封装 16 引脚 SOIC-WB 和 QSOP 顶视图
表 4-1 引脚功能
引脚 类型(1) 说明
名称 ISO7740-Q1 ISO7741-Q1 ISO7742-Q1
EN1 — 7 7 I 输出使能 1。EN1 为高电平或开路时，启用侧 1 的输出引脚，EN1 为低电平时，处于高阻抗状态。
EN2 10 10 10 I 输出使能 2。EN2 为高电平或开路时，启用侧 2 的输出引脚，EN2 为低电平时，处于高阻抗状态。
GND1 2 2 2 — VCC1 的接地连接
8 8 8
GND2 9 9 9 — VCC2 的接地连接
15 15 15
INA 3 3 3 I 输入，通道 A
INB 4 4 4 I 输入，通道 B
INC 5 5 12 I 输入，通道 C
IND 6 11 11 I 输入，通道 D
NC 7 — — — 未连接
OUTA 14 14 14 O 输出，通道 A
OUTB 13 13 13 O 输出，通道 B
OUTC 12 12 5 O 输出，通道 C
OUTD 11 6 6 O 输出，通道 D
VCC1 1 1 1 — 电源，侧 1
VCC2 16 16 16 — 电源，侧 2
(1) I = 输入；O = 输出

5 规格

5.1 绝对最大额定值

请参阅(1)
最小值 最大值 单位
VCC1、VCC2 电源电压(2) -0.5 6 V
V INx、OUTx、ENx 处的电压 -0.5 VCCX + 0.5 (3) V
IO 输出电流 -15 15 mA
TJ 结温 150 °C
Tstg 贮存温度 -65 150 °C
(1) 超出“绝对最大额定值”运行可能会对器件造成永久损坏。绝对最大额定值并不表示器件在这些条件下或在建议运行条件以外的任何其他条件下能够正常运行。如果超出“建议运行条件”但在“绝对最大额定值”范围内使用，器件可能不会完全正常运行，这可能影响器件的可靠性、功能和性能并缩短器件寿命。
(2) 差分 I/O 总线电压以外的所有电压值均为相对于本地接地端子（GND1 或 GND2）的峰值电压值
(3) 最大电压不得超过 6V。

5.2 ESD 等级

值 单位
V(ESD) 静电放电 人体放电模型 (HBM)，符合 AEC Q100-002 HBM ESD 分类等级 3A(1) ±6000 V
充电器件模型 (CDM)，符合 AEC Q100-011 V CDM ESD 分类等级 C6 ±1500 V
接触放电符合 IEC 61000-4-2 标准；隔离栅耐受测试 (2) (3) ±8000 V
(1)
AEC Q100-002 指示 HBM 应力测试应当符合 ANSI/ESDA/JEDEC JS-001 规范。

(2) 在隔离栅上施加 IEC ESD 冲击并将两侧的所有引脚都连在一起来构成一个双端子器件。
(3) 在空气或油中进行测试，旨在确定器件的固有接触放电能力。

5.3 建议运行条件

在自然通风条件下的工作温度范围内测得（除非另有说明）
最小值 标称值 最大值 单位
VCC1、VCC2 电源电压 2.25 5.5 V
VCC(UVLO+) 电源电压上升时的 UVLO 阈值 2 2.25 V
VCC(UVLO-) 电源电压下降时的 UVLO 阈值 1.7 1.8 V
VHYS(UVLO) 电源电压 UVLO 迟滞 100 200 mV
IOH 高电平输出电流 VCCO = 5V (1) -4 mA
VCCO = 3.3V -2
VCCO = 2.5V -1
IOL 低电平输出电流 VCCO = 5V 4 mA
VCCO = 3.3V 2
VCCO = 2.5V 1
VIH 高电平输入电压 0.7 x VCCI (1) VCCI V
VIL 低电平输入电压 0 0.3 x VCCI V
DR 数据速率(2) 0 100 Mbps
TA 环境温度 -40 25 125 °C
(1) VCCI = 输入侧 VCC；VCCO = 输出侧 VCC。
(2) 尽管可以实现更高的数据速率，但最大指定数据速率为 100Mbps。

5.4 热性能信息

热指标(1) ISO774x-Q1 单位
DWW (SOIC) DW (SOIC) DBQ (QSOP)
16 引脚 16 引脚 16 引脚
RθJA 结至环境热阻 58.3 83.4 109 °C/W
RθJC(top) 结至外壳（顶部）热阻 21.4 46 54.4 °C/W
RθJB 结至电路板热阻 30.5 48 51.9 °C/W
ψJT 结至顶部特征参数 7.1 19.1 14.2 °C/W
ψJB 结至电路板特征参数 29.8 47.5 51.4 °C/W
RθJC(bot) 结至外壳（底部）热阻 — — — °C/W
(1) 有关新旧热指标的更多信息，请参阅半导体和 IC 封装热指标 应用手册。

5.5 功率等级

参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位
ISO7740-Q1
PD 最大功耗（两侧） VCC1 = VCC2 = 5.5V，TJ = 150°C，CL = 15pF，输入 50MHz 50% 占空比方波 210 mW
PD1 最大功耗（1 侧） 45 mW
PD2 最大功耗（2 侧） 165 mW
ISO7741-Q1
PD 最大功耗（两侧） VCC1 = VCC2 = 5.5V，TJ = 150°C，CL = 15pF，输入 50MHz 50% 占空比方波 210 mW
PD1 最大功耗（1 侧） 75 mW
PD2 最大功耗（2 侧） 135 mW
ISO7742-Q1
PD 最大功耗（两侧） VCC1 = VCC2 = 5.5V，TJ = 150°C，CL = 15pF，输入 50MHz 50% 占空比方波 210 mW
PD1 最大功耗（1 侧） 105 mW
PD2 最大功耗（2 侧） 105 mW

5.6 绝缘规格

参数 测试条件 值 单位
DWW-16 DW-16 DBQ-16
CLR 外部间隙(1) 端子间的最短空间距离 >14.5 >8 >3.7 mm
CPG 外部爬电距离(1) 端子间的最短封装表面距离 >14.5 >8 >3.7 mm
DTI 绝缘穿透距离 最小内部间隙 >21 >17 >17 μm
CTI 相对漏电起痕指数 DIN EN 60112 (VDE 0303-11)；IEC 60112 >600 >600 >600 V
材料组 符合 IEC 60664-1 I I I
过压类别（符合 IEC 60664-1） 额定市电电压 ≤ 300VRMS I-IV I-IV I-III
额定市电电压 ≤ 600VRMS I-IV I-IV 不适用
额定市电电压 ≤ 1000VRMS I-IV I-III 不适用
DIN EN IEC 60747-17 (VDE 0884-17)(2)
VIORM 最大重复峰值隔离电压 交流电压（双极） 2828 2121 566 VPK
VIOWM 最大工作隔离电压 交流电压；时间依赖型电介质击穿 (TDDB) 测试；请参阅节 8.2.3.1 2000 1500 400 VRMS
直流电压 2828 2121 566 VDC
VIOTM 最大瞬态隔离电压 VTEST = VIOTM，
t = 60s（鉴定测试）；
VTEST = 1.2 × VIOTM，
t = 1s（100% 生产测试）		 8000 8000 4242 VPK
VIMP 最大脉冲电压(3) 在空气中进行测试，符合 IEC 62368-1 标准的 1.2/50µs 波形 9600 8000 4000 VPK
VIOSM 最大浪涌隔离电压(4) VIOSM ≥ 1.3 x VIMP；在油中测试（鉴定测试），1.2/50µs 波形，符合 IEC 62368-1  12800 12800 10000 VPK
qpd 视在电荷(5) 方法 a，输入/输出安全测试子组 2/3 后，
Vini = VIOTM，tini = 60s；
Vpd(m) = 1.2 x VIORM，tm = 10s		 ≤5 ≤5 ≤5 pC
方法 a，环境测试子组 1 后，
Vini = VIOTM，tini = 60s；
Vpd(m) = 1.6 x VIORM，tm = 10s		 ≤5 ≤5 ≤5
方法 b：常规测试（100% 生产测试）和预调节（类型测试）；
Vini = 1.2 x VIOTM，tini = 1s；
Vpd(m) = 1.875 x VIORM，tm = 1s（方法 b1）或
Vpd(m) = Vini，tm = tini（方法 b2）		 ≤5 ≤5 ≤5
CIO 势垒电容，输入至输出(6) VIO = 0.4 x sin(2πft)，f = 1MHz ≅1 ≅1 ≅1 pF
RIO 隔离电阻(6) VIO = 500V，TA = 25°C >1012 >1012 >1012 Ω
VIO = 500V，100°C ≤ TA ≤ 125°C >1011 >1011 >1011
VIO = 500V，TS = 150°C >109 >109 >109
污染等级 2 2 2
气候类别 55/125/21 55/125/21 55/125/21
UL 1577
VISO 最大耐受隔离电压 VTEST = VISO，t = 60s（鉴定测试），
VTEST = 1.2 x VISO，t = 1s（100% 生产测试）		 5700 5000 3000 VRMS
(1) 爬电距离和间隙应满足应用的特定设备隔离标准中的要求。请注意保持电路板设计的爬电距离和间隙，从而确保印刷电路板上隔离器的安装焊盘不会导致此距离缩短。在特定的情况下，印刷电路板上的爬电距离和间隙变得相等。在印刷电路板上采用插入坡口和/或肋材等技术有助于提高这些规格。
(2) 此耦合器仅适用于安全额定值范围内的安全电气绝缘。应借助合适的保护电路来确保符合安全等级。
(3) 在空气中进行测试，以确定封装的浪涌抗扰度。
(4) 在油中进行测试，以确定隔离栅的固有浪涌抗扰度。
(5) 视在电荷是局部放电 (pd) 引起的电气放电。
(6) 将隔离栅每一侧的所有引脚都连在一起，构成一个双端子器件。

5.7 安全相关认证

VDE CSA UL CQC TUV
根据 DIN EN IEC 60747-17 (VDE 0884-17) 进行了认证 根据 IEC 62368-1 和 IEC 60601-1 进行了认证 根据 UL 1577 组件认证计划进行了认证 根据 GB 4943.1 进行了认证 根据 EN 61010-1 和 EN 62368-1 进行了认证
最大瞬态隔离电压，8000VPK（DWW-16/DW-16，增强型）和 4242VPK (DBQ-16)；最大重复峰值隔离电压，2828VPK（DWW-16，增强型）、2121VPK（DW-16，基础型）和 566VPK (DBQ-16)；最大浪涌隔离电压，12800VPK（DWW-16/DW-16，增强型）和 10000VPK (DBQ-16) 符合 CSA 62368-1 和 IEC 62368-1 标准的增强型绝缘，1450VRMS (DWW-16)， 600VRMS (DW-16) 和 370VRMS (DBQ-16) 最大工作电压（污染等级 2，材料组 I）；
符合 CSA 60601-1 和 IEC 60601-1 标准的 2 MOPP（患者保护措施），400VRMS (DWW-16) 和 250VRMS (DW-16) 最大工作电压
 		 DWW-16：单一保护，5700VRMS；
DW-16：单一保护，5000VRMS；
DBQ-16：单一保护，
3000VRMS		 DWW-16：增强型绝缘，海拔 ≤ 5000m，热带气候，1450VRMS 最大工作电压；
DW-16：增强型绝缘，海拔 ≤ 5000m，热带气候，700VRMS 最大工作电压；
DBQ-16：基础型绝缘，
海拔 ≤ 5000m，热带
气候，400VRMS 最大工作电压		 5700VRMS (DWW-16)、5000VRMS (DW-16) 和 3000VRMS (DBQ-16) 增强型绝缘，符合 EN 61010-1 标准，最大工作电压分别为 1000VRMS (DWW-16)、600VRMS (DW-16) 和 300VRMS (DBQ-16)；
5700VRMS (DWW-16)、5000VRMS (DW-16) 和 3000VRMS (DBQ-16) 增强型绝缘，符合 EN 62368-1 标准，最大工作电压分别为 1450VRMS (DWW-16)， 600VRMS (DW-16) 和 370VRMS (DBQ-16)
增强型证书：
40040142
 		 主合同编号：220991 文件编号：E181974 证书编号：
CQC15001121716 (DWx-16)
CQC18001199097 (DBQ-16)		 客户端 ID 编号：77311

5.8 安全限值

安全限制(1)旨在最大限度地减小在发生输入或输出电路故障时对隔离栅的潜在损害。I/O 发生故障时会导致低电阻接地或连接到电源，如果没有限流电路，则会因为功耗过大而导致芯片过热并损坏隔离栅，甚至可能导致辅助系统出现故障。
参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位
DWW-16 封装
IS 安全输入、输出或电源电流 RθJA = 58.3°C/W，VI = 5.5V，TJ = 150°C，TA = 25°C，请参阅图 5-1 390 mA
RθJA = 58.3 °C/W，VI = 3.6 V，TJ = 150°C，TA = 25°C，请参阅图 5-1 596 mA
RθJA = 58.3°C/W，VI = 2.75V，TJ = 150°C，TA = 25°C，请参阅图 5-1 780 mA
PS 安全输入、输出或总功率 RθJA = 58.3°C/W，TJ = 150°C，TA = 25°C，请参阅图 5-4 2144 mW
TS 最高安全温度 150 °C
DW-16 封装
IS 安全输入、输出或电源电流 RθJA = 83.4°C/W，VI = 5.5V，TJ = 150°C，TA = 25°C，请参阅图 5-2 273 mA
RθJA = 83.4°C/W，VI = 3.6V，TJ = 150°C，TA = 25°C，请参阅图 5-2 416
RθJA = 83.4°C/W，VI = 2.75V，TJ = 150°C，TA = 25°C，请参阅图 5-2 545
PS 安全输入、输出或总功率 RθJA = 83.4°C/W，TJ = 150°C，TA = 25°C，请参阅图 5-5 1499 mW
TS 最高安全温度 150 °C
DBQ-16 封装
IS 安全输入、输出或电源电流 RθJA = 109°C/W，VI = 5.5V，TJ = 150°C，TA = 25°C，请参阅图 5-3 209 mA
RθJA = 109°C/W，VI = 3.6V，TJ = 150°C，TA = 25°C，请参阅图 5-3 319
RθJA = 109°C/W，VI = 2.75V，TJ = 150°C，TA = 25°C，请参阅图 5-3 417
PS 安全输入、输出或总功率 RθJA = 109°C/W，TJ = 150°C，TA = 25°C，请参阅图 5-6 1147 mW
TS 最高安全温度 150 °C
(1) 最高安全温度 TS 与器件指定的最大结温 TJ 的值相同。IS 和 PS 参数分别表示安全电流和安全功率。请勿超出 IS 和 PS 的最大限值。这些限值随环境温度 TA 的变化而变化。

节 5.4中的结至空气热阻 RθJA 是安装在引线式表面贴装封装高 K 测试板上的器件的热阻。可使用以下公式计算各参数值：
TJ = TA + RθJA × P，其中，P 为器件所耗功率。
TJ(max) = TS = TA + RθJA × PS，其中，TJ(max) 为允许的最大结温。
PS = IS × VI，其中，VI 为最大输入电压。

 
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