德州仪器ISO7241CDWR四通道数字隔离器中文资料

一、引言

在电子系统设计中，数字隔离器扮演着至关重要的角色，它们通过隔离不同电路部分之间的信号传输，有效防止电磁干扰（EMI）、电磁脉冲（EMP）等不利因素对系统的影响，保障电路的稳定性和可靠性。德州仪器（Texas Instruments，简称TI）作为半导体行业的领军企业，其ISO7241CDWR四通道数字隔离器以其卓越的性能和广泛的应用领域，成为众多工程师的首选。本文将详细介绍ISO7241CDWR的型号类型、工作原理、特点、应用以及关键参数。

厂商名称：TI德州仪器

元件分类：数字隔离器

中文描述： 四通道、3/1、25Mbps数字隔离器

英文描述： 2.5 kVrms,25 Mbps,4-Channel 3/1 Digital Isolator

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ISO7241CDWR中文参数

ISO7241CDWR概述

ISO7241CDWR器件是四通道数字隔离器，具有多通道配置和输出使能功能。这些器件具有逻辑输入和逻辑输出缓冲器，由德州仪器的二氧化硅(SiO2)隔离屏障分隔。与隔离电源一起使用，这些器件有助于阻断高电压，隔离地线，并防止噪声电流进入本地地线，干扰或损坏敏感电路。

ISO7240x系列器件的所有四个通道都在同一方向。ISO7241x系列器件有三个通道在同一方向，一个通道在相反方向。ISO7242x系列的器件在每个方向上有两个通道。

这些器件可以从3.3-V或5-V电源的任何一侧供电，并可任意组合。无论使用哪种电源水平，信号输入引脚都具有5-V耐受性。

这些器件的特点是可以在-40°C至+125°C的环境温度范围内运行。

ISO7241CDWR引脚图

二、型号与类型

ISO7241CDWR是德州仪器（TI）生产的一款高性能四通道数字隔离器。该系列产品还包括ISO7240x、ISO7241x和ISO7242x等多个型号，它们各自具有不同的通道配置和特性，以满足不同应用场景的需求。ISO7241CDWR特别之处在于其四通道设计，其中三个通道在同一方向，一个通道在相反方向，这种配置提供了更大的灵活性和便利性。

三、工作原理

ISO7241CDWR数字隔离器的工作原理基于电容耦合技术。电容耦合是一种非电导性的信号传输方式，它利用电容器的特性，在输入端和输出端之间形成一个隔离屏障，从而阻断电气连接，实现信号的隔离传输。

在ISO7241CDWR中，输入信号首先被转换为电容耦合信号，然后通过二氧化硅（SiO2）隔离屏障传输到输出端。在输出端，电容耦合信号被恢复为原始的电信号，从而完成信号的隔离与传输。这种工作方式不仅有效隔离了输入和输出电路，还避免了噪声电流进入本地地线，保护了敏感电路免受干扰。

四、特点

1. 高性能隔离：ISO7241CDWR提供高达2500 Vrms的绝缘电压，确保了电路之间的高性能隔离，有效防止了高电压和噪声电流的干扰。

2. 多通道配置：四通道设计，其中三个通道在同一方向，一个通道在相反方向，为用户提供了更大的灵活性和设计自由度。

3. 宽电源电压范围：支持从2.8 V到5 V的电源电压，可适应不同的电源环境，提高了设备的兼容性和可靠性。

4. 低延迟：传播延迟时间仅为50 ns（或更低至42 ns），保证了高速信号的快速传输，适用于对时间要求严格的应用场景。

5. 高电磁免疫性：具有出色的电磁免疫能力，能够在复杂电磁环境中稳定工作，确保信号传输的准确性和可靠性。

6. 宽温度范围：工作温度范围从-40°C至+125°C，满足各种极端环境下的使用需求。

7. 易于安装：采用SMD/SMT封装方式，如SOIC-16或SOP-16，便于自动化生产和安装，提高了生产效率。

五、应用

ISO7241CDWR四通道数字隔离器广泛应用于各种需要信号隔离的场合，包括但不限于：

1. 工业现场总线：在工业自动化系统中，ISO7241CDWR可用于隔离现场总线信号，提高系统的抗干扰能力和稳定性。

2. 计算机外设接口：在计算机外设接口中，ISO7241CDWR可用于隔离USB、RS-232等接口信号，保护计算机内部电路免受外部干扰。

3. 伺服控制接口：在伺服控制系统中，ISO7241CDWR可用于隔离控制信号和反馈信号，确保控制系统的精确性和可靠性。

4. 数据采集系统：在数据采集系统中，ISO7241CDWR可用于隔离模拟信号和数字信号之间的电路，防止相互干扰，提高数据采集的准确性和稳定性。

六、关键参数

1. 电源电压：支持从2.8 V到5 V的电源电压，最大可达5.5 V。

2. 数据速率：高达25 Mbps，满足高速数据传输的需求。

3. 绝缘电压：2500 Vrms，提供高性能隔离。

4. 传播延迟时间：50 ns（或更低至42 ns），保证快速信号传输。

5. 工作温度范围：-40°C至+125°C，适应各种极端环境。

6. 封装形式：SOIC-16或SOP-16，便于安装和生产。

7. 功耗：最大耗散功率为220 mW，满足低功耗设计要求。

8. 引脚数：16引脚，提供丰富的接口选项。

9. **湿度

   敏感性：ISO7241CDWR设计为在广泛的湿度条件下均能稳定工作，通常符合JEDEC标准湿度测试要求，确保在潮湿环境中不会因湿气侵入而影响性能。

10. 电磁兼容性（EMC）：产品在设计时充分考虑了电磁兼容性，符合相关的EMC标准，如EN 55022等，减少了对其他电子设备的干扰，并能在强电磁环境中保持正常工作。

11. 共模瞬态抑制能力（CMTI）：ISO7241CDWR具备较高的共模瞬态抑制能力，能够有效抵御来自电源或信号线的共模噪声，保护后级电路不受损害。

12. 隔离电阻：隔离电阻极高，通常在千兆欧姆级别，确保隔离屏障两侧的电路几乎无电流通过，实现真正的电气隔离。

13. 功耗电流：每个通道在正常工作状态下的功耗电流较低，有助于降低整体系统的功耗，提升能效。

14. 输出高/低电平电压：输出电平兼容常见的逻辑电平标准，如LVTTL、LVCMOS等，便于与各种逻辑电路接口连接。

15. 故障保护：内置故障保护机制，如过压保护、过流保护等，确保在异常情况下能够自动切断电路，防止设备损坏。

七、总结与展望

ISO7241CDWR四通道数字隔离器凭借其高性能的隔离能力、多通道配置、宽电源电压范围、低延迟、高电磁免疫性等特点，在工业自动化、计算机外设、伺服控制、数据采集等众多领域得到了广泛应用。其卓越的性能不仅提升了系统的稳定性和可靠性，还降低了设计复杂度和维护成本。

随着物联网、智能制造等新兴技术的快速发展，对数字隔离器的需求也在不断增加。未来，德州仪器及其同类产品将继续在技术创新和产品优化上不断努力，推出更多高性能、低功耗、易于集成的数字隔离器产品，以满足日益复杂和多样化的电子系统设计需求。

同时，随着对系统安全性和可靠性的要求不断提高，数字隔离器在电路保护、数据安全等方面的作用将更加凸显。因此，对于工程师而言，深入了解和掌握数字隔离器的原理、特点及应用，将有助于设计出更加优秀和可靠的电子系统。

综上所述，ISO7241CDWR四通道数字隔离器作为德州仪器的一款杰出产品，不仅代表了数字隔离技术的先进水平，也为电子系统设计提供了强有力的支持。在未来的发展中，它将继续发挥其独特优势，为各行各业的电子系统保驾护航。