好。 大家好！ 欢迎参加高电压研讨会。 本次课程的主题是 “隔离式栅极驱动器基础知识： 从绝缘规格到 终端设备要求”， 由 Wei Zhang 主讲，他是 德州仪器 (TI) 大功率 驱动器业务部应用经理。 我叫 Sean Alvarado， 是本次课程的主持人。 在本次课程中，所有 参与者将处于静音状态。 请使用聊天功能提问， 并向所有人描述问题。 我们将在课程最后 留出 10 分钟时间解答 大家在聊天区 提交的问题。 此外，如果您在聆听或 观看演示文稿时遇到问题， 请在聊天区提出。 接下来我将把时间交给 Wei，由他开始此次课程。 大家早上好。 谢谢 Sean 的介绍。 今天，我们将讨论 “隔离式栅极驱动器 基础知识：从绝缘规格 到终端设备要求”。 在本演示中， 我们将说明一些 知识点。 先介绍基础知识， 接着讨论绝缘规格以及 如何验证这些规格。 最后，我们将举几个例子 并说明如何将 这些知识运用到终端设备 系统。 在这里，我们将以 服务器和电信设备为例 进行介绍。 最后进行问题解答。 这里展示了电信系统中 从交流线路到砖型模块的 服务器与电信设备示例。 可以看到这里有 交流线路、EMI 滤波器、 PFC 以及隔离式 直流到直流转换， 这很常见。 输出是标称 48 伏， 但它的范围 是 36 伏到 75 伏。 我将使用 60 伏， 这适用于大多数情况。 然后是 48 伏降压 砖型模块， 也可以称之为 砖型转换器， 它能够提供 一定程度的隔离， 并能从 48 伏 转换为 3.3 伏、5 伏、9.6 伏、 12 伏或 48 伏， 通过隔离实现。 为什么在多个系统中 需要隔离？ 第一个原因是安全性。 还有许多其他原因， 比如您想实现 400 伏、 48 伏，并通过匝数 比尽可能提高设备 占空比。 还有信号通信， 断开接地环路 以控制终端噪声， 以及在总线电压 高于 600 伏的条件下 工作。 大部分非隔离式 驱动器的结工作电压 最高 700 伏。 如果要使用 800 伏甚至 1,200 伏， 最佳选择是 隔离式驱动器， 因为隔离可以 处理高电压。 下一条是 “性能：高 CMTI”。 非隔离式驱动器的 CMTI 约低于 每纳秒 50 伏。 但对于隔离式 驱动器，我们系列中的 大部分驱动器 最小为每纳秒 100 伏。 我们还在研发 新一代驱动器， 它可达到 每纳秒 200 伏， 这是从非隔离式 到隔离式的重大改进， 适用于极高 功率密度和高频率应用。 尽管有这些优势， 安全性仍是重中之重。 今天，我们将讨论 确保安全性的 原因和原理，以及 隔离在电源转换器的 应用。 有三种类型 在各种应用中 广泛使用。 我们知道光学 隔离式驱动器， 光学隔离技术 始于上世纪 70 年代。 从 2010 年开始， 人们开始采用新一代 改进的隔离技术， 例如电感和电容， 这在约 2005 年之后 商业化。 这种相对较新， 但经过十多年来 几代器件的发展， 可以在市场上看到 电感隔离式栅极 驱动器和电容 隔离式栅极驱动器。 看一下这三个 类别的优势， 光学类型的历史很长。 它经验证非常 可靠并且发射低； 电感和电容 有很多相同特点， 因为它们几乎-- 都是基于二氧化硅的 隔离栅， 所以它速度很快、 功耗低， 具有很高的 CMTI 噪声抗扰度， 通道间偏差很低。 对于基于 光耦合器的器件， 它的偏差通常在 50 纳秒左右。 如果使用电感和电容， 通道间匹配偏差 小于 5 纳秒。 当然，非常昂贵的 光耦合器具有 很高的性能，也能达到 类似性能。 但这-- 要么损耗很大， 要么成本极高。 但电感和电容 隔离非常普遍。 大多数驱动器 都能实现类似性能， 并且器件间 或通道间偏差很低。 但说到电感和 电容隔离，它们的 主要区别是什么？ 主要区别是 高工作电压。 这是 TI 使用所有 隔离器、传感器、 隔离式驱动器实现 隔离技术的依据。 电容隔离技术 提供极高的工作电压。 如果您要-- 比如，我 40 多年 一直使用 1,000Vrms， 那么， 只能使用 电容隔离。 接着谈谈隔离等级， 这包括功能隔离、基本 隔离、辅助隔离、双重隔离、 增强隔离， 类型很多。 它们之间有何区别？ 对于功能隔离， 它主要用于 接地反弹、高压。 有时您需要处理 两个接地之间的 700 伏或几百 伏瞬态电压。 例如反激式转换器， 40 伏很安全， 12 伏也很安全。 但电池侧会 产生一些瞬态， 瞬态电压 低于 1.5 千伏。 对于这种情况， 功能隔离是最佳选择。 但若要防止单级故障， 则需要双重隔离 来提供安全保护。 增强隔离是什么？ 增强隔离， 在单个器件中， 可以实现双重隔离。 这是增强隔离的作用。 长话短说，功能隔离 用于确保电路级性能的 正常运行。 基本隔离用于保护设备。 增强隔离和双重隔离 保护人身安全。 这是一个示例，我想 大家可以在 ti.com 或 Google 中找到大量材料， 了解其具体构造、 高压电容器在 TI 隔离式驱动器中 是怎样的。 在左上方的图片中 可以看到， 左侧的是发送器芯片， 右侧是接收器芯片。 芯片间的距离 是 600 微米。 还有两个串联电容器， 每个芯片一个。 计算一下总 绝缘穿透距离， 我们得到绝缘距离 大于 21 微米。 每微米能处理 500 伏以上电压。 所以绝缘能力 非常强。 这就是为什么 在我们的数据表中， 浪涌电压达到 12.8kVpk，瞬态电压 达到 8kVpk， 以及最重要的， 与电感隔离相比， 工作电压达到了 1.5kVrms。 在所有增强隔离栅极 驱动器中， 这目前处于 业界先进水平。 对于 TI 的 DWW 扩展封装， 爬电距离为 14 毫米， 还可以在更高 电压下工作。 因为 IEC 标准 要求 1.6kVrms， 所以在 8 毫米爬电 距离下，工作电压 不能高于 1.6 千伏。 1.5 是个神奇的数字。 驱动器内部电容 可以在极高电压下工作。 它实际上受封装限制。 我指的是爬电距离。 看一下隔离式 栅极驱动器的数据表， 其中有很多内容。 我们只讨论隔离， 不涉及其他 使驱动器运转的电气 参数，只讨论隔离， 可以看到 CLR，间隙；CPG，爬电距离； DTI，绝缘穿透距离。 还可以看到许多标准-- UL 1577、 DIN VDE 0884-11-10 还有 IEC 60747-5-5。 还可以看到 许多电压参数、 电阻参数、CIO。 非常细致。 看到这些参数时， 如果您刚接触隔离内容， 一定会晕头转向。 这么多参数是什么？ 有什么含义？ 这个参数有什么用？ 如何将该参数与我的 实际应用联系起来？ 我们、半导体公司如何 验证这些参数？ 如果经过了认证， 它是为了什么认证？ 都测试什么内容？ 这个标准有什么不同？ 大家会有很多问题。 在本演示中， 我们将逐一解决。 但在此之前，我将介绍 所有这些参数有什么用？ 它们对功能 有什么作用？ 它们有什么意义？ 我在这里列出了 我的一些理解。 可以看到，第一， 电气应力、机械应力、 热和环境影响 是客观存在的， 因此需要确保驱动器-- 隔离式驱动器 或隔离器能够 提供基本、辅助 和增强绝缘层 来承受所有这些应力。 这就是-- 上一页显示的 所有参数的用途。 因为驱动器 必须承受电气、 机械、热以及 其他许多环境影响。 接下来-- 好，我们有很多参数。 但它对应哪个器件？ 是这个元件， 还是终端设备， 还是属于某些 其他支持标准？ 这里提供了很多信息， 非常全面， 我会帮助您理清它们。 在类别栏里，有元件标准， 只针对元件， 没有其他内容； 有设备标准，规定 使用这种元件的 设备；还有一些 常见的支持标准， 如我们说的 IEC 60664。 我们来详细了解下每一类。 在元件标准中，这里有 光学、磁、电容元件， 还有 UL 1577，它适用于 光耦合器和数字 隔离器。 在设备标准中， 这里有很多设备。 有采用信息技术的 服务器电信设备， 有用于控制和 实验室的设备、医疗设备、 电机驱动器等 许多终端设备。 但所有这些 终端设备标准 都基于支持标准， 也就是 IEC 60664-1， 它涵盖高达 1.5kVdc 低压系统的绝缘配置。 所以呢，大家可以从 元件标准、终端设备标准 和 IEC 60664 的通用 标准中获取知识。 然后通过查看每类标准， 大家会发现，并非每个标准 都会对所有参数进行说明。 例如，VDE-- VDE 0884-10、-11 只说明 TDDB。 TDDB 是时间依赖性 电介质击穿， 用于说明驱动器 在这个工作电压下 能够运行多久、 保持隔离多久。 您可以看到 所有这些类别之间的 差异。 对于间隙、 爬电距离、污染等级， 它们都与系统相关。 因为芯片 内部非常干净。 IC 内部没有污染 则称为一级污染。 所以大家可以 知道基本框架-- 即根据这个参数 所属的范畴判断， 以及它们涉及的内容。 那我们先从 RIO 和 CIO 开始。 这也是客户常问的 问题。 看一下光学器件、电感、 电容器的内部结构， 众所周知， 在实际制造中， 甚至在光学领域， 都会使用塑封。 结之间具有电容。 即使在电感中，铜层之间 也存在电感， 二氧化硅[交叉]电容器的 聚酰亚胺材料也是如此。 到处都有电容。 它们全部 汇总到 RIO 和 CIO。 在光学、 电容和电感 隔离中，仍具有 电容。 两个铜层之间 会产生电容。 当然，RIO 用于 确保阻断电压。 两个参数按照 特定规格测试。 电阻在 500 伏和 不同温度下测量。 所以，这项通用标准 适用于每种类别。 CIO 是 输入至输出电容。 RIO 是 输入至输出电阻。 因此在实际工作中， 大家可以确定 这些参数来自于哪里。 它也随 Tsafe 安全温度不断变化， 如 150 度、 环境最大温度 和环境温度。 接下来是 VISO 和 VIOTM。 VISO 是一分钟内 最大隔离耐受交流 电压。 这是面向 UL 1577 的规格， 使用直流或交流测试， 这里有一点不同的是， 通常是使用交流测试， 但直流测试也可以。 没关系。 VIOTM 是 最大瞬态电压， 这是交流峰值， 1.414 乘以 VISO。 VIOTM 的用途是什么？ 它用于验证 器件在短期内， 在指定条件下 耐受隔离测试电压的 能力。 在 IEC 中， 短期是指 处于 100% 该值下的 1 秒或 2 秒， 或者 1 分钟内 最大 1.2 倍的值。 在 UL 中， 测试时间为 1 秒。 必须 使用比率 1.2。 如果是 3 千伏，那必须在 3.6 千伏下测试 1 秒。 在 25 度下测试。 对于常规测试， 常规测试是指 每个器件都要完成此测试。 在最终测试中， 我们在设备到达 您那里之前， 自动测试设备。 这是经过 生产测试的产品。 VIOWM 和 VIORM 不是常规测试。 它是类型测试。 这大部分 在 TI 内部验证 或由认证机构验证。 WMW 是工作电压。 它的特点是长期和 工作电压耐受能力。 RM 是 重复峰值电压， 通常是 工作电压的 1.414 倍。 最重要的是，电隔离的 性能下降 通常取决于 峰值电压。 VIORM 是 长时间内电压 绝对封装的重复电压。 这个是-- 这两个值 放在一起， 对长期运行至关重要， 对隔离栅的 使用寿命至关重要。 另一个是浪涌电压。 浪涌电压 只是类型测试。 什么是类型测试？ 类型测试 不是在生产中 对每个器件 进行的常规测试。 类型测试用于认证， 包括 IEC、VDE、UL， 它们监测制造流程。 在采样测试中， 它已经过认证。 这并不适用于每个器件。 浪涌电压是 隔离电压脉冲的 最高瞬时值， 持续时间短， 并具有指定波形。 它的目的是什么？ 它的目的是防雷击。 这很高。 比如您使用 1.5 千伏系统， 但浪涌电压 会超过 10 千伏。 大部分系统要求-- 所有增强隔离 能够在 10 千伏以上的 浪涌电压下工作。 10 千伏浪涌电压 和 1 千伏工作电压， 差距很大。 它用于应对 短时间内的 极高电压水平。 在认证中， 它是每秒 1 个脉冲， 测试 50 个 连续浪涌脉冲。 这用于认证。 局部放电。 局部放电是从光耦合器 开始使用的。 目的是通过测量 特定条件下的 局部放电水平，验证 材料或塑封的 输入与输出之间的 绝缘性能。 我在这里 显示了一个设备设置。 Ca 是受测器件。 有旁路电容器， 有局部放电 监视器 Zm。 还有滤波器。 在即将介绍的 所有条件下， 要求必须 小于 5 皮库仑。 如何测试 局部放电？ 有方法 a 和方法 b1。 在方法 a 中，可以看到 有一个充电曲线。 充电曲线从 0 开始， 快速升至 我们之前介绍的 VIOTM，持续 60 秒。 模拟瞬态过压电流。 然后变为工作电压。 比较工作电压 基于与 F 的乘积。 F 是系数-- 增强隔离为 1.6， 基本隔离为 1.2， 认证中定义了 不同的子组。 qpd 是测量电压。 时间为 10 秒。 在 10 秒内，总充电-- 放电是多少？ 方法 b1-- 唯一区别是 这是常规测试。 可以与方法 a 认证测试进行比较。 方法 b1 是常规测试。 这意味着将测试 每个器件以确保 方法 b1 下的 局部放电低于 5 皮库仑。 可以看到主要 差异是初始电压 仅持续 1 秒。 但 VIORM 的系数不同， 增强型为 1.875， VISO 为 1.5。 看一下 F1、F2、F3， 有很多定义。 我来提供些信息。 看一下 IEC 60664， 一个是环境系数、 另一个是迟滞系数， 还有一个安全系数， 以及正常 电压偏差系数。 所以它涵盖了 所有机器要求、 温度要求 和许多其他要求， 为了确保-- 您经过了 100% 测试， 确保工作电压 经过了其他市场的 测试。 这是关于测试方法的 真实、实时波形。 我们来看一下 常规测试。 从 0 开始， 升到 VIOTM， 然后变为 V2， 也就是工作电压 乘以系数。 所以您在 标准中看到它绘制了 直流或交流线路。 这只是举个例子， 帮助您查看 在实际情况下进行的测试。 我要介绍的下一个参数 是时间依赖性 电介质击穿。 如前所述， 只有 VDE 有此参数。 适用于电感 和电容的新发布 IEC 也引入了 TDDB。 什么是 TDDB？ TDDB 是一种 加速寿命测试， 测试电容隔离 在极高电压下的 寿命。 假设在数据表中， 它是 1.5kVrms。 但为了达到特定范围， 必须让器件 很高以达到-- 比如说， 这里有 5,000 伏、 6,000 伏 和 7,000 千伏。 确保有多个器件。 然后重新 计算 1 ppm 线。 然后变为 1.5 千伏。 可以看到， 在 1.5 千伏下， 寿命会超过 100 年。 使用 1.5 千伏 会受到极大的 环境限制， 其原因是隔离栅 所在的封装， 因为大部分增强型的 爬电距离为 80 毫米爬电距离。 IEC 标准要求的 80 毫米爬电距离 只能在基本隔离下 处理最大 1.6 千伏电压。 好。 如何验证寿命？ 我们从哪里开始？ 如何确保 驱动器在适当情况下 进行处理， 从而满足寿命 要求？ 大部分 TI 隔离器数据表 都有这条曲线。 您可以清楚发现 所有驱动器不仅能 短时间处理高压， 还可以长时间 处理工作电压。 这是 TI 独有的。 目前我还没有 发现在数据表中 呈现这种寿命曲线的 其他竞争对手。 接下来是 爬电距离和间隙 距离。 爬电距离是沿着表面， 间隙距离是沿着空气。 我想强调的是， 在表面上， 它会受到污染等级、湿度 和凝露因素的影响。 但在进入空气中时， 对于间隙， 唯一的影响因素 是气压。 比如，是位于海平面 还是在海拔 5,000 米处？ 此外，温度也很重要。 每个距离都 受到不同因素的 影响。 爬电距离与 RMS 工作电压、 污染等级和表面材料组别 相关。 间隙距离 与临时电压相关， 这可能是高压瞬变， 还与空气中的 重复峰值电压相关。 如果到 2,000 米以上， 会有相应系数。 5,000 米时， 系数为 1.48， 这意味着在 海平面，您需要 1 毫米。 但到 5,000 米时，您需要 1.48。 这就是参数 影响，以及它影响的 对象。 接下来是 材料组别和 CTI。 材料组别 取决于比较 指数-- 跟踪指数 CTI。 如何检测 CTI？ 有关各种信息， 请参阅 IEC 60112。 它实际上是 测试绝缘材料 承受每 30 秒 50 滴具有一定 化学残留的污水的 最大电压 VAC。 您必须确保 在小于 0.5 安时不跟踪。 这是 加速模拟条件。 可以看到， CTI 大于 600 的是 材料组别 I， CTI 小于 175 的是 材料组别 IIIb。 我想强调的是， 大部分 TI 服务器都属于材料组别 I。 目前情况 是有 99%。 但这对于 驱动器来说很高。 驱动器所在的 PCB 99% 属于材料组别 IIIA， 除非您使用的是其他 非常昂贵的 PCB。 此外，业内主流 PCB 属于材料 IIIa， 这意味着您能够 在低材料组别上拥有 出色、可靠的驱动器。 谁必须决定 爬电距离？ 不是驱动器。 它受 PCB 限制 来满足爬电距离和间隙距离 要求。 污染等级。 那么 污染等级 1、2、 3、4 是什么意思？ 我举几个例子。 在无污染等级 1 中， 它意味着 不存在导电污染。 污染等级 2 是办公室、 实验室中存在的， 偶尔会有一些凝露， 但很少见。 污染等级 3 常见于工业 和农业，不是传导污染， 但会由于预期的 凝露而导致传导污染。 污染等级 4 常见于户外应用。 所以您就能明白 为什么服务器电信设备 以及汽车大部分 属于污染等级 2。 这很普遍。 一些偶然性的 情况、工业， 属于污染等级 3。 太阳能 或其他一些暴露于 恶劣天气下的情况， 都属于污染等级 3。 在办公室、建筑的 不同位置， 脉冲耐受电压类别， 也叫作过压 类别也很重要。 看一下类别 4， 它适用于 电力变压器， 您要看一下 最高脉冲电压。 类别 3 大部分是电力板 或配电板。 类别 2 是插座。 包括手机充电插座、 家用插座。 像手机适配器、 笔记本电脑适配器 都属于类别 2。 大部分服务器 电信 OBC 也属于 类别 2， 在电表和电力板 之后。 类别 2 是 我们的大部分设备 所属的类别。 好。 这里有很多参数。 这些参数是如何针对 IEC、VDE 等常用标准 进行测试的？ 有多个组别。 每个组别 应处理机械或热， 或者-- 爬电距离 或者寿命。 每个组别都有目的。 但所有组别-- 大部分组别，如 1、 2、3 都有先决条件。 四个前提条件是什么？ qpb 方法 b1、RIO。 它们要通过 所有这些测试， 然后测量 RIO、测量-- 对于组别 1、2、 3，需测量 RIO，还有 q 局部放电方法 a。 对于组别 4， 需测试不同温度 等级下的 隔离电阻。 子组 5 是 测量爬电距离， 然后测试 阻燃性。 我想介绍 一下子组 6。 只有 VDE-10 包含子组 6。 适用于 光耦合器的 IEC 不包含该子组， 因为它是基于高温的 寿命末期测试， 需要乘以一个系数。 VDE-10 已经到期。 我们-- 要将所有认证 转换为 VDE-11。 VDE-11 已 正式纳入 TDDB， 可以在这里看到。 目前， 所有 TI VDE 认证 都为 VDE-11。 如果您看到 VDE-10， 我们正在更新数据表。 UL 1577。 这是类型测试 而不是常规测试。 它与之前的测试 略有不同。 可以看到 它不测试 RIO。 它测试的是 器件能否处理-- 耐受电压 VISO 1 分钟。 不是 1 秒，而是 1 分钟，因为在生产中 已测试过 1 秒内的 1.2 倍 VISO， 而它是 测试 1 分钟。 好，没有隔离击穿。 对于双重保护测试， 我想说 这不是双重隔离。 这适用于 指定使用 UL 的特定应用。 到目前为止， 我还没有看到任何应用 将器件 用于双重保护测试。 这些测试非常严格。 要测试器件， 必须在 120 千伏、 500 纳秒、50 个周期 和 5 秒间隔下进行， 无可见损坏。 因此， 双重测试 不太常见。 大部分 仍是左侧的 VISO。 同样在左侧， 如果 VISO 达到了一定水平， 可以叫做 增强隔离。 这是我想 强调的关键信息。 下一页-- 我们学习了 所有参数、所有标准。 来看一下系统，什么是 完整系统要求？ 如果我要 制造转换器， 我要确保 器件正常。 我想确保器件和 PCB， IEC-60664 中的每个系统标准 都在系统中有相应器件 以确保达到 完整系统要求。 时间所限， 我以电信服务器 为例。 其他应用 与之类似。 IEC 60664 主要针对什么？ 好。 它主要针对最高 1.5kVdc 或最高 1,000 伏 并低于 30 千赫的低压 系统。 它说明了 不同电压下的 间隙和爬电距离。 它还包括 电气强度测试。 您需要确保-- 封装没有问题。 功能没有问题。 它提供了有关 大部分终端设备的 绝缘要求的指导。 是一个指导库。 如果您想了解 特殊设备的绝缘要求， 可以从这里开始。 这是个黄金标准， 许多终端设备 以此为参考。 然后是 IEC 60664， 它有数百页之多。 哪一个表最重要？ 表 F1、F2、F4 和校正系数表 A2。 我们还将说明 如何进行电气强度测试， 可以通过-- 脉冲测试或 工作电压局部放电。 总结 100 页 IEC 60664，其中内容 都与此相关。 如果您明白这个表， 就能了解 这些表的目的。 CLR 尺寸标注 有两种方法。 包括基本隔离， 增强隔离遵循 F.2， 但要使用更高级别， 如果我要构建 增强隔离，我查看 F.2 中的 800 伏要求， 然后遵循更高一级。 这里显示了很多步骤。 从 300 伏 到 12,000 伏， 这意味 着增强隔离 需要遵循更高一级。 不是双倍， 而是更高一级。 1.5 千伏瞬态电压 需遵循 2.5 千伏。 2.5 千伏 需遵循 4 千伏。 4 千伏需 遵循 6 千伏。 因此数据表 中的脉冲电压 在过压类别 1、2 和 4 中 指定。 这是一个服务器电信系统的 例子。 如果输出电压 不高于 60 伏， 这 60 伏是 安全特低电压， 也叫作 SELV， 连接到接地端。 不需要增强隔离。 不需要。 只需要基本隔离。 这就足够了。 从 60 伏 到 12 伏输出， 由于输出是 SELV， 安全特低电压， 所以不需要增强隔离。 通常功能隔离 就已足够。 正因如此，客户 制造非隔离式 转换器。 无需全桥， 可以尝试拥有更多 器件并处理变压器。 这里有-- 从 SELV 限制开始。 您可能已经 把下面的公式 提到上面。 所以-- SELV 低于 60 伏直流电压。 TNV 是 电信网络电压。 如果不计算-- 如果它低于 60 伏，那么 SELV 或电信 网络电压类别为 1。 如果在建筑内， 则是 SELV， 如果在建筑外， 则是 TNV 1。 如果不是 SELV， 则转到危险电压， 也就是约 120 伏。 转到危险电压。 到这里，是，则转至 TNV 1/2 和 TNV 3。 如果在建筑外， 则为 TNV 3。 这用于 说明电压类别。 为什么 电压类别很重要？ 是这样。 不同的电压类别 指定了 IEC 60950， 在不同组别之间 指定了隔离等级。 我将所有内容 放在了左侧 表格供您查看， 功能隔离只需要 在 2 安全 特低电压和 60 伏 砖型模块电压之间。 对于增强隔离， 如果有危险电压， 对于任何其他 电压，您需要增强隔离。 但如果是 200 伏 系统，需要 TNV 2。 对于 TNV 1 或 3， 您只需要基本隔离。 我举个例子。 然后您就知道 何时需要功能隔离， 何时需要基本隔离， 何时需要增强隔离。 它们都来自于-- 都已追溯到 标准或设备。 每家公司都有 几名专家讨论 是的， 它经过了基本型测试。 或者几十年来， 它一直是增强型。 没人会问 为什么是增强型。 您可以追溯到 基础知识。 我已经讨论了 IEC 60950， 我讨论了两点-- 间隙、爬电距离 以及电源瞬态电压。 可以看到，根据 不同的交流电源 电压，例如如果是 火线与零线间电压， 或者如果是单点 系统，电压为 120 伏 或者在中国， 电压为 240 伏， 只增加不同的过压类别， 您会发现 要求是不同的。 例如，如果 在家中使用插头， 对于基本隔离， 只需要 1.5 千伏浪涌。 对于增强隔离， 您需要在 该表中使用更高一级。 此外，对于 150 伏以上电压， 这包括 较高电压， 可以使用更高一级。 这意味着从 330 伏到 8 千伏， 它们都分为 我之前所述的 不同类别。 那么我的 电压参数是什么？ 输入是什么？ 在美国，是 120 伏。 在其他国家或地区， 在 120 伏以上固定 电压下，最高为 230， 使用更高等级。 下一步是间隙。 对于峰值工作 电压，例如 420 伏， 如果是 1.5 千伏瞬态电压， 只需要 2 毫米。 括号中的值基于 IEC 62368 应用。 这个新标准 替代了 IEC 60950。 这用于功能 和基本隔离的 间隙与爬电距离。 对于 400 伏，如果 使用材料组别 IIIa 的 PCB， 需要 4 毫米。 对于增强 隔离，请乘以 2。 有人说，我需要 增强隔离或驱动器。 我们开始。 需要 80 毫米。 但是对于 脉冲电压， 没有那么高。 有时电源 非常大材小用。 我举个例子， 可以在这里看到。 这是直流到直流， 输出电压不是 60 伏。 它达到了 75 伏。 所以 75 伏 不再是安全特低电压。 它是 TNV 电路。 这属于初级电压、 TNV 电路，是的， 看一下表格。 我需要增强隔离。 对于这个系统-- 大部分 40 伏 电池都低于 60。 有一些旧式 电信设备-- 标称电压不是 48。 它的标称电压为 60 伏。 但它们能 达到 75 伏。 从市场范围看， 主流仍是 SELV， 兼容一些增量， 60 伏以上很少见。 看一下这个表。 您可以找到这个表。 这是什么？ 噢。 抱歉。 我再次打开幻灯片。 折叠了。 在这里。 我们继续。 查看这个表， 您会说，哦， 我属于类别 2，我需要 2.5 千伏瞬态电压。 间隙为 4 毫米。 在 5,000 米处， 需要 6 毫米，因为 我需要乘以 1.48。 对于驱动器， 对，您很不错。 您属于材料组别 1， 只需要 4 毫米。 但对于 PCB， 需要乘以 2。 电气强度测试 为 3 千伏 VISO。 就是这样。 您现在知道 需要选择哪种 封装，驱动器 必须满足 何种电气强度。 这是个例子-- 所以您看到的 大部分常见系统， 它们的连线 距离为 8 米， 必须处理 44、42 峰值，3kVrms。 最后，我来谈谈 TI 现在具有什么 解决方案。 我们有简单驱动器， 大部分为 单通道，就像这里 所有驱动器一样。 我们还有-- 抱歉，这是双通道。 是 21520、530、540。 还有 LGA 封装的 225。 220 采用窄体封装。 它们都是双通道 驱动器，具有非常 基本的 UL 保护特性。 我们还有单通道 驱动器 UCC53， 它是 CMOS 输入。 我们还有 光学兼容输入。 它仍是 CMOS 隔离， 但是光学兼容输入。 它属于 2351X 系列。 它还有较低隔离。 5 分钟 5 千伏， 3 表示 3 千伏。 可以在这里看到。 它们都是 简单驱动器。 单通道或双通道。 在设计 智能驱动器时， 它们都是单通道。 它们都包括 去饱和、就绪、缺陷。对于 217 系列， 它还有 一个传感通道， 包括模拟 信号、温度、电压、 电流。 它可以通过绝缘栅 在单通道中读取， 从而提供 PWM 信号。 您可以读取占空比或 通过 RC 滤波器读取。 所以 217 系列是 新增的新一代产品， 速度快， 提供优化性能 并为驱动器 和高压电机功率 以及 IEBT 提供额外集成。 它是新一代 ISO 5451。 UCC5870 是 TI 首款遵循 SUD、 ISO 20626， 并具有 SPI 诊断、 36 引脚或 DWJ 封装。 它针对汽车牵引驱动。 我想现在可以-- 感谢大家观看。 我们可以在 后面的 10 分钟内， 应该是 12 分钟， 讨论问题。 看看有什么问题。 这是第一页。 我看看是什么问题。 稍等一下。 我退出这里。 看看有什么问题。 好。 我们有几个问题。 我看一下，理解一下。 好。 第二个问题很有意思。 汽车应用的系统标准 是什么？ 首先，这份 演示文稿只是我为 APEC 2021 提交的 演示文稿的一部分。 我记得我在 6 月份提交了 关于整个行业的 三小时演示文稿， 讨论了服务器 电信设备，还讨论了 汽车。 根据我的经验， 目前对于汽车 没有一个专门标准。 大多数使用 IEC 60663。 这就是我能说的。 另一个问题是， 怎样达到更高的电压 隔离，如 3.5 千伏？ 这不是 直流电压，而是脉冲电压。 我可以说明的是， 大部分 TI 驱动器， 比如在这个表中， 可以在这里看到。 58 系列具有高电压 1.5 千伏，增强隔离。 这里显示的信息是 工作电压。 看一下 5870。 3.7 千伏不是工作电压。 这个是 VISO， 已在数据表中指出。 看一下这个表。 其中有不同参数。 如果要处理-- 回答您的问题， 如果要处理 3.5 千伏脉冲 电压，我们的 大部分驱动器， 即使是 4 毫米窄体， 也能处理 42 峰值。 线电压可以 处理 80 电压峰值。 我想您可以看一下 数据表中的 VIOTM， 您能找到正确答案。 另一个问题来自于 Bernard Atkins， 幻灯片 17。 我找到第 17 页。 这个曲线是否 适于瞬时直流电压？ 是的。 它是-- 这是一个曲线。 我持续 60 秒。 达到峰值-- 对于频率， 频率是 60 赫兹。 再看看 VIOTM， VIOTM 是峰值电压。 看一下 VIOTM 定义-- 工作电压和 VIOTM。 VIOTM 是峰值电压。 VISO 是 RMS 电压。 我看到还有几个问题。 让我看看。 我们还有 7 分钟。 但我想 回答你们的问题。 我们可以线下讨论。 另一个问题是， 我们是否需要考虑 次级侧交流 瞬态电压加过电压？ 我知道您想说什么。 您说的是系统。 说来话长。 我在 APEC 用 20 页 内容讨论了这个问题。 今年请加入 APEC。 我能简单回答一下， 我们需要瞬态电压来 感应 25 伏加 75 伏。 您说的是 2.25 千伏加 75 伏。 我告诉您不是 25。 如果您测试 每一个设备， 会有 10% 的折扣。 所以它是 2.25。 对于砖型模块， 数据表中的是 2.25 千伏。 原因是对每个模块 测试了 2.5 千伏， 这会打 10% 的折扣。 也就是 2.25 千伏。 要进行评估， 有两种方法。 方法一是 瞬态电压。 另一种是 基于工作电压的 局部放电测试。 有两种方法来评估。 所有内容将在 另一次演示中 讨论。 这是个好问题。 是否可能 因存在电感 而出现工作共振？ 问得很好。 答案是肯定的， 我们进行过抗扰度测试。 我们有配套支持资料。 TI 在进行大量测试。 我们在进行计划， 左侧为 GND 1， 右侧为 GND 1。 我们应用 很高的频率 1 千兆赫。 将电压峰值 从左侧切换到右侧， 试着了解 内部共振是什么， 我们在传导 或辐射抗扰性中 讨论过。 因为对于内部-- 对于电容器和 变压器，它们都是 基于 OOK 开发的-- OOK 就是开关键控。 这是竞争对手 难以实现的。 因为要找到信号， 只能应用高频率。 高频率 差不多 从 500 兆赫 到几千兆赫。 不同制造商已在 不同时间 达到这些频率。 但在达到这些频率后， 会出现一定的 耦合噪声。 所以要使用 差分放大器， 看一下这一页， 有两个差分对。 这用于将噪声 从左侧延长到 右侧共模。 因为耦合噪声 通常是共模噪声。 我们也有很好的性能。 问得很好。 另一个问题， 如何使系统 工作电压达到 VISO？ 如何使系统 达到 VISO-- 我不太明白 “达到”是什么意思。 设计利弊-- 如果将现有设计替换 为隔离式栅极驱动器， 有什么优缺点？ 好。 首先，我先说说缺点。 缺点是，隔离式驱动器 比非隔离式 驱动器更贵，因为它 包括两条线， 包括更多键合线。 它在芯片中 放入了裸片。 人工成本高。 这些增加了组装成本。 缺点就是价格略高。 但通过与 TI 交谈， 有更多供应商、 更多竞争对手进入市场， 隔离式驱动器 一直是高性能转换器的 标准。 每个人都使用隔离式 驱动器达到更高性能、 更好偏差、高 CMTI。 我所知道的是， 由于隔离式驱动器的 性能出色， 使用氮化镓的一切 都使用隔离式驱动器。 对于高频率， 由于抖动-- 脉冲失真、LED 衰减， 不使用光耦驱动器， 它存在很多的不足。 隔离驱动器优点多多。 我们 TI 也提供了 很多配套支持资料。 我发现在实际行业中， 使用 60 伏很奇怪。 我说的是 60。 但电信行业有所不同。 我来谈谈行业。 服务器电信设备中 一直定义的 60 伏。 因为 40 伏、 50 伏的电池 用于一些实验室， 低于 650 伏 是低压实验室。 所有我想 有些差异， 有不同的标准 要求，但 60 伏， 无论是 IEC 60950 还是 IEC 602368， 新标准所说的 都是 60 伏。 所以应在 设计中使用 60 伏。 这是我的理解。 我想我们还有时间 再回答一个问题。 好。 谢谢你，Sean。 让我看看。 这个问题很好。 我们是否需要在可用 封装下使用开槽 PCB？ 是的。 插槽有要求。 我们称为 PCB 开槽或切割。 对于不同类型的 材料组别，不能-- 不能简单切割。 需要按特定 宽度进行切割。 但不同材料组别， 对于不同的工作电压， 它们有非常 严格的要求。 如果我没记错， 不同的材料 组别，材料组别 IIIa， 要求至少 切割 1 毫米。 有人可能想， 我可以做到， 我可以。 不，不可以。 必须至少切割到 特定宽度的最小宽度。 这就是-- IEC 60664 清楚定义了这一点。 所以一定要 切割到特定宽度， 完全遵循标准， 确保不是 切割 1/2 米， 不是 1/4 毫米， 而是切割 1 毫米。 或者根据所属的 材料组别进行切割。 这样的话， 我想可以了。 请在 TI E2E 上提出问题， 联系我们的现场应用 工程师解答更多问题。 感谢大家 观看和提问。 一些线上问题非常好。 也谢谢你 Sean， 帮助我们在这里主持。 感谢大家。 我们很快会见面， 可能会在 6 月份的 APEC 2021 中见面。 再见。 谢谢你，Wei。 感谢大家参与。 说一下， 本会议的记录 和演示文稿 将在本周晚些时候 在以下 TI 网站提供， ti.com/highvoltageseminar。 您还将收到一封 包含按需演示和 事后调查 链接的电子邮件。 如果您有时间， 请向我们提供反馈， 以便我们继续改进 未来研讨会的内容。 再次感谢 Wei， 感谢大家参与。 祝大家愉快。 再见。