固态继电器隔离电压（固态继电器当隔离开关用）

隔离设计一直是半导体器件设计的重要组成部分，特别是在电源管理相关的设计中。隔离是在实现信号或电源交换的同时提供保护功能的屏障。它对于高压系统的安全可靠运行至关重要。随着电源管理变得越来越集成，需要实现越来越多的隔离和保护功能。可以说，优秀的隔离技术的应用已经成为电源管理中非常重要的因素。

德州仪器(TI) 凭借二十多年为高压系统开发新型隔离制造技术和集成电路的经验，于5 月10 日推出了新的固态继电器产品系列，其中包括符合汽车标准的隔离驱动器。 2022 Switch —— 采用具有集成10V 栅极电源的TPSI3050-Q1 隔离开关驱动器和TPSI2140-Q1 1400V、50mA 隔离开关，旨在通过独特的设计利用高压隔离实现稳健可靠的系统运行。新产品的推出有助于提高电动汽车的安全性，同时满足下一代汽车和工业系统的超高电压、抗扰度和性能要求。

（来源：TI）

汽车和工业系统面临新的隔离挑战

对于新一代汽车系统来说，新一代电动汽车从400V电池系统过渡到800V电池系统是一个庞大的系统工程。去年以来，国内外多家车企都在布局800V平台，但800V高压平台的落地并不是那么容易。涉及到从系统部件到整车，以及基础设施的整体协调和改造，上至半导体零部件、电池模组的安全性提升，下至整车、桩、充电网络的协同升级。从隔离技术的角度来看，挑战在于如何使用隔离来实现敏感电子元件和快速瞬态高压元件（例如电机）之间的安全通信。

对于电网基础设施、机器人和电机控制等高压工业应用，还需要与电源相关的隔离，以便与驱动系统中的高侧组件安全通信，并在共模瞬态事件期间保持数据完整性。

“高压系统变得越来越普遍，尤其是随着电动汽车的普及。在TI，我们非常致力于为系统设计人员寻找解决复杂隔离挑战的新方法，例如在行业向800V 电池过渡时确保车辆安全。可靠、安全的运行，同时减小解决方案尺寸和成本，”德州仪器(TI) 副总裁兼电源开关、接口和照明总经理Troy Coleman 表示。“通过将更多功能集成到隔离技术中，我们的新型固态继电器使工程师能够减小高压电源的尺寸、成本和复杂性，同时保障下一代汽车和工业系统的安全。”

TI新型固态继电器如何推动隔离技术的发展？

通过低压信号安全地控制高压系统（如隔离电阻器监控的情况）的能力对于许多汽车系统的开发是必要的。尽管机电继电器和接触器技术多年来不断改进，但对于设计人员来说，实现其使用寿命可靠性和快速开关速度以及低噪声、冲击振动和功耗目标仍然具有挑战性。电容式和电感式隔离固态继电器(SSR) 具有性能和成本优势，适用于不同级别的隔离（无论是基本隔离还是增强隔离）。 TI 的全新固态继电器系列将电源和信号传输集成在单个芯片中，帮助工程师从设计中消除组件并减小解决方案尺寸和成本。由于机械性能不会随着时间的推移而恶化，其寿命可靠性是传统EMR 的10 倍。 TI 的固态继电器产品系列通过消除具有集成电源和信号隔离功能的移动设备来实现更高的系统可靠性。

（来源：TI）

这款新发布的固态继电器将电源和信号传输集成在单个芯片中，同时还从其设计中消除了至少三个组件，显着缩小了解决方案尺寸，同时将BOM 成本降低了高达50%。与机械继电器解决方案相比，TPSI3050-Q1 通过集成隔离电源、数字隔离器和栅极驱动器的功能，将解决方案尺寸减小了90%。与传统固态光继电器解决方案相比，TPSI2140-Q1 通过集成信号FET 和电阻器并消除了对簧片继电器的需求，将解决方案尺寸减小了高达50%。

（现有交换解决方案比较，来源：TI）

新型固态继电器可以在几微秒内通过单个隔离栅断开和连接负载（机电继电器需要几毫秒），从而使高压汽车系统能够更安全地运行。 TPSI3050-Q1 提供高达5kVRMS 的增强隔离，TPSI2140-Q1 提供高达3.75kVRMS 的基本隔离，使它们能够实现比固态光继电器高四倍以上的时间相关电介质击穿可靠性。这两款新产品均通过集成隔离技术实现了更高的系统可靠性。

写在最后

TPSI3050-Q1 隔离开关驱动器和TPSI2140-Q1 隔离开关以更低的成本和更小的尺寸实现更可靠的安全性、更高的介电强度和更强的性能，适用于汽车应用和工业应用。提供了这种可能性。