CMTI參數(shù)對(duì)于隔離驅(qū)動(dòng)器選型的重要性

什么是CMTI？

CMTI，Common mode transient immunity，是隔離產(chǎn)品（包括iCoupler digital isolators 和optocouplers）最重要的指標(biāo)之一。 CMTI共模瞬變抗擾度，指是指瞬態(tài)穿過(guò)隔離層以破壞驅(qū)動(dòng)器輸出狀態(tài)所需的最低上升或下降dV/dt（kV/μs or V/ns），如圖：

圖1. CMTI定義

CMTI分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)。靜態(tài)是指把輸入引腳連邏輯高電平或者低電平，然后模擬施加共模瞬變，理論上在CMTI規(guī)格以?xún)?nèi)的沖擊都無(wú)法改變輸出狀態(tài)。UL and VDE 0884-11 并沒(méi)有要求強(qiáng)制通過(guò)動(dòng)態(tài)CMTI的測(cè)試，和靜態(tài)CMTI的要求一樣，動(dòng)態(tài)CMTI的沖擊下，輸出也應(yīng)當(dāng)保持正常，如果CMTI的能力不夠強(qiáng)， 會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似missing pulse, excessive propagation delay, high or low error 或者 output latch的錯(cuò)誤， 如下圖：

圖2. 錯(cuò)誤類(lèi)型

CMTI在應(yīng)用中的意義

在應(yīng)用中，這種瞬態(tài)通常是由開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)上的高DV/DT引起的。如圖以光伏逆變器系統(tǒng)為例，隔離驅(qū)動(dòng)器有一側(cè)的地是懸浮的并且快速切換的。這里CMTI是一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，如果CMTI能力不夠，可能會(huì)導(dǎo)致輸出錯(cuò)誤，可能會(huì)出現(xiàn)電路短路，影響系統(tǒng)安全。對(duì)其他應(yīng)用比如電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，變頻器也是如此。

圖3. 典型光伏逆變器系統(tǒng)

那么應(yīng)該怎么挑選CMTI參數(shù)呢？為了減少開(kāi)關(guān)損耗而縮短上升下降時(shí)間，對(duì)CMTI的要求會(huì)變高。另外為了提高功率密度，節(jié)省成本，很多新的平臺(tái)會(huì)考慮提高開(kāi)關(guān)頻率，甚至采用SiC或GaN，這同樣會(huì)帶來(lái)CMTI需求的變大。另外，實(shí)驗(yàn)證明， 具有高CMTI的器件在干擾大的環(huán)境中， EMC/EMI的性能會(huì)更好。比如一個(gè)1500V的變頻器，64kHz的開(kāi)關(guān)頻率，50-ns的上升/下降時(shí)間需要最少30-V/ns的CMTI， 建議選擇40V/ns以上。

審核編輯：郭婷