TPSI2140-Q1 是一款隔離式固態(tài)繼電器，專為高壓汽車和工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計(jì)。TPSI2140-Q1 將 TI 的高可靠性電容隔離技術(shù)與內(nèi)部背靠背 MOSFET 相結(jié)合，形成一個(gè)完全集成的解決方案，無需次級(jí)側(cè)電源。
*附件：tpsi2140-q1.pdf

該器件的初級(jí)側(cè)僅由 9 mA 的輸入電流供電，并包含一個(gè)故障安全 EN 引腳，可防止對(duì) VDD 電源進(jìn)行反向供電。在大多數(shù)應(yīng)用中，器件的 VDD 引腳應(yīng)連接到 5 V–20 V 之間的系統(tǒng)電源，器件的 EN 引腳應(yīng)由邏輯 HI 在 2.1 V–20 V 之間的 GPIO 輸出驅(qū)動(dòng)。在其他應(yīng)用中，VDD 和 EN 引腳可以直接由系統(tǒng)電源或 GPIO 輸出一起驅(qū)動(dòng)。TPSI2140-Q1 的所有控制配置都不需要額外的外部元件，例如電阻器和/或低側(cè)開關(guān)，而這些元件通常是光繼電器解決方案中需要的。

次級(jí)側(cè)由背靠背 MOSFET 組成，從 S1 到 S2 的斷態(tài)電壓為 ±1.2 kV。TPSI2140-Q1 MOSFET 的雪崩穩(wěn)健性和熱敏封裝設(shè)計(jì)使其能夠穩(wěn)健地支持系統(tǒng)級(jí)介電耐壓測試 （HiPot） 和高達(dá) 2 mA 的直流快速充電器浪涌電流，而無需任何外部元件。

特性

• 適用于汽車應(yīng)用
  • AEC-Q100 1 級(jí)：-40 至 125°C T A
• 集成雪崩額定 MOSFET
  • 設(shè)計(jì)并認(rèn)證過壓條件下的可靠性，包括系統(tǒng)級(jí)介電耐壓測試 （Hi-Pot）
    • I AVA = 2mA（5 秒脈沖），1 mA（60 秒脈沖）
  • 1200V 斷態(tài)電壓
  • R 導(dǎo)通 = 130-Ω （T J = 25°C）
  • T 開、T 關(guān) < 700μs
• 初級(jí)側(cè)電源電流低
  • 9mA 導(dǎo)通狀態(tài)電流
  • 3.5μA OFF 狀態(tài)電流
• 功能安全能力
  • 提供有助于 ISO 26262 和 IEC 61508 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的文檔
• 堅(jiān)固的隔離柵：

  • 1000 V RMS / 1500 V 直流工作電壓下的預(yù)計(jì)使用壽命為 26 年

  • 隔離額定值，V ISO，高達(dá) 3750 V RMS / 5300 V DC
  • 峰值浪涌，V IOSM，高達(dá) 5000 V
  • ± 100V/ns 典型值 CMTI
• SOIC 11 引腳 （DWQ） 封裝，具有寬引腳，可提高熱性能
  • 爬電距離和電氣間隙≥ 8 mm（初級(jí)-次級(jí)）
  • 爬電距離和間隙≥ 6 mm（跨開關(guān)端子）
• 安全相關(guān)認(rèn)證
  • （計(jì)劃中）DIN VDE V 0884-11：2017-01 標(biāo)準(zhǔn)
  • （計(jì)劃中）UL 1577 組件認(rèn)可計(jì)劃

參數(shù)

方框圖

1. 產(chǎn)品概述

TPSI2140-Q1是一款針對(duì)高壓汽車和工業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)的隔離固態(tài)繼電器。它集成了TI的高可靠性電容隔離技術(shù)和內(nèi)部背對(duì)背MOSFET，形成一個(gè)完全集成的解決方案，無需次級(jí)側(cè)電源供應(yīng)。

2. 關(guān)鍵特性

• ?高電壓隔離?：支持高達(dá)±1200V的隔離電壓。
• ?高可靠性?：專為汽車應(yīng)用設(shè)計(jì)，符合AEC-Q100 Grade 1標(biāo)準(zhǔn)，工作溫度范圍為-40°C至125°C。
• ?雪崩魯棒性?：集成的MOSFET具有2mA的雪崩額定值，支持系統(tǒng)級(jí)耐壓測試（HiPot）。
• ?小型封裝?：11引腳SOIC（DWQ）封裝，尺寸為10.3mm × 7.5mm。

3. 功能描述

• ?隔離控制?：通過電容隔離屏障實(shí)現(xiàn)初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間的電氣隔離。
• ?失效安全輸入?：使能輸入為失效安全設(shè)計(jì)，無需與VDD引腳電源域相同。
• ?寬電壓范圍?：初級(jí)側(cè)VDD電源范圍為4.5V至20V，使能引腳邏輯高電平范圍為2.1V至20V。
• ?高壓切換?：次級(jí)側(cè)支持從-1200V至1200V的高壓切換。

4. 應(yīng)用領(lǐng)域

• ?高壓測量應(yīng)用?：適用于需要跨隔離屏障或電隔離域切換的應(yīng)用，如能量存儲(chǔ)系統(tǒng)（ESS）、太陽能板陣列、電動(dòng)汽車（EV）充電器等。

5. 電氣特性

• ?雪崩電流?：IAVA最大為2mA（5秒間隔）和1mA（60秒間隔）。
• ?傳播延遲?：最大為200ns。
• ?輸出上升時(shí)間?：最大為600ns。
• ?輸入泄漏電流?：在±1500V CDM ESD條件下小于1μA。

6. 熱特性

• ?熱阻?：θJA（最大）為70°C/W。
• ?結(jié)溫范圍?：-40°C至150°C。

7. 封裝與尺寸

• ?封裝類型?：11引腳SOIC（DWQ）。
• ?尺寸?：10.3mm × 7.5mm。

8. 應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)

• ?典型應(yīng)用?：提供了使用TPSI2140-Q1進(jìn)行絕緣電阻監(jiān)測的典型應(yīng)用電路，包括電池V-參考架構(gòu)和底盤地參考架構(gòu)。
• ?布局指南?：提供了PCB布局指南，以確保在HiPot測試期間的最大熱性能。
• ?電源推薦?：建議在VDD引腳和GND引腳之間放置一個(gè)100nF的陶瓷電容器，以確?？煽康碾娫措妷骸?/li>

9. 文檔與支持

• ?數(shù)據(jù)手冊?：提供了詳細(xì)的電氣特性、功能描述、應(yīng)用信息和封裝信息等。
• ?支持資源?：包括TI E2E?支持論壇，提供快速驗(yàn)證答案和設(shè)計(jì)幫助。