· 初級故障1:VCC1至GND1的隔離器內部短路。短路在VCC1至GND1之間提供一個電阻RFAULT。根據功率傳遞定理,當RFAULT=RSUP 時,隔離器內會出現功率耗散。功率耗散等于(VDC3P3V)2/(4×RSUP)。當RFAULT 值非常低時,通過RSUP 和VCC1的電流等于3.6V/RSUP。必須設計RSUP 來耗散這一功率。但是,隔離器本身耗散的功率非常低(因為RFAULT約為0Ω)。示例:如果RSUP=RFAULT=20Ω,則隔離器的功率耗散為(3.6V)2/(4×20Ω)=0.162W。根據規格表,這一數值完全在ISO7741的安全限制功率范圍之內。對于RFAULT 約為0Ω 的情況,20Ω RSUP 必須是0.65W的電阻器,才能產生需要耗散的功率。較高的RSUP 值始終是有益的,因為它可以減少故障條件下的功率耗散。但是,在正常運行情況下,還必須考慮RSUP 兩端的壓降。具有寬電源電壓范圍的隔離器(例如,ISO7741,該器件支持低至2.25V的工作電壓)或超低功耗隔離器(例如ISO7041,該器件在1Mbps 時每通道僅消耗100?A 電流)是可支持更高RSUP 值的選項。
· 初級故障2:24V 至5V 直流/直流轉換器中的輸入至輸出短路。在此情況中,24V 系統電源(可變為36V)出現在LDO 輸入端。為防止故障進一步傳播,必須將LDO 設計為在其輸入端可承受36V 電壓。隔離器可能無法承受該電壓。
· 初級故障3:LDO 中的輸入至輸出短路。在此情況中,LDO 的5V 輸入出現在其輸出端。為防止故障進一步傳播,數字隔離器必須能夠在其電源上承受5V 電壓(ISO7741滿足此要求)。還必須考慮對MCU 的任何損壞(如果MCU 不能在其電源上支持5V)。在最壞的情況下,MCU I/O 引腳會損壞,并且對電源或對地的阻抗較低。
· 初級故障4:在MCU IN 和OUT 引腳上對地短路或對電源短路。在此情況中,流入隔離器引腳的電流可能會高于正常運行情況。電阻器ROUT 和RIN 可以幫助將此電流保持在安全限值范圍內。例如,在5V 條件下,ROUT=RIN=100Ω 會將通過隔離器I/O 引腳的電流限制到50mA,這一數值遠低于ISO7741的安全限制電流。
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