【技术大神】Silicon labs 隔离器件应用于SPI通信的选型经验及设计要点
SPI介绍：
SPI接口的全称是"Serial Peripheral Interface"，意为串行外围接口,是Motorola首次在其MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI接口主要应用在EEPROM、FLASH、实时时钟、AD转换器、数字信号处理器和数字信号解码器之间 及其它很多场合。 SPI接口广泛应用于工业自动化、交通系统、家庭娱乐电子产品和医疗系统。
SPI常见接法及应用：
第一：最普通、最常见的方式(如： EERPOM、ADC、RTC等等）。
SCLK、MOSI、MISO、SS
第二：纯被动的从芯片（如：DAC、看门狗）
第三：不常见的quadspi,（如：一些高速ADC,FLASH)
SPI有较多的变种，其它的用的比较少，这里就不讲了。
其它说明：
在一些多用的芯片应用上，芯片还会附带有WP，RESET，INT控制信号。
这些信号有进有出，组合起来有很多种接法。
笔者SPI的应用开发采用的是SILICON LABS的Si8XXX系列隔离器件，选择Silicon Labs的Si8XXX系列隔离器件原因如下：
1、采用Si8XXX系列隔离器件加速了我们SPI的应用开发。
2、Si8XXX系列隔离器件帮助我们的SPI应用简化设计，去除光耦，一个器件完成4路信号隔离。
3、Si8XXX系列隔离器件高耐压（MAX 10KV），高传输速率（150Mbps），支持高速、高性能的数字传输。
4、节省PCB体积，Si8XXX系列隔离器件相对光耦体积减小70%以上，与其它家的隔离器件体积减小20%。
5、Si8XXX系列隔离器件丰富型号种类，在SPI中不论你是正常SPI、quadspi还是含各种控制信号的SPI，都可以找到我们想要的器件。
使用Si8XXX隔离器件需注意以下事项可以让我们更好的设计：第一我们可以更好的选型，第二可以增强我们芯片设计的稳定性
SPI对应的Silicon Labs隔离器件选型：（自己整理的，如有遗漏请见谅。）
从上图可知，Silicon labs SPI用的隔离器件3线、4线、5线、6线均有丰富的型号，主要有Si80xx、Si80xx、Si8x4x 、Si88xx等。
Silicon labs SPI用的隔离器件选型对应表：
Silicon labs SPI用的隔离器件各型号的区别及特点：
系列 | 描述 | 特别 | 隔离电压 (kVrms) | 最大数据传输率 (Mbps) | 最大传播延迟 (ns) | 输入电源 (V) | 输出电源 (V) |
Si80xx | 紧凑型封装数字隔离器 | 只能一个方向，且耐压低，速率低 | 1 | 65 | 3.15 5.5 | 3.15 5.5 | |
Si86xx | 高数据速率，低功率数字隔离器 | 常见器件 | 1，2.5，3.75，5 | 1.7、150 | 13、55 | 2.5 5.5 | 2.5 5.5 |
高数据速率，低功率，10kV 浪涌隔离器 | 电容隔离，速率快 | 5 | 150 | 13 | 2.5 5.5 | 2.5 5.5 | |
Si88xx | 高数据速率，集成的直流对直流隔离器 | 带DCDC控制器 | 3.75、5 | 100 | 23 | 3 5.5 | 3 5.5 |
最后具体的选型可以根据大家自己的需求进行选取。
多机连接的方法及问题：
SCLK、MOSI、MISO三种总线共用，CS每个从机各一根。
隔离状态下，每个从控器件有一个隔离Si8xxx器件
以下是实际电路图（为了保密，具体器件使用框图表示）。
多路SPI的MISO并在一起接回到MCU，而此时隔离器件输出是推挽输出，那MISO总线状态就会出现抢夺，出现以下问题:
1、高电平不够高
2、低电平不够低
3、重则单个端口失效损坏，无法传递信号
多机连接问题的处理方案。
在隔离件MISO输出上串连一个二极管，并在MCU端增加上位电阻，可巧妙的将推挽转换为开漏，规避了电平冲突。
输入脚位设计注意：
当A1输入脚位为高阻态（或悬空态）时，B1口是什么状态呢？
那有人会说我两边都接上芯片了，A1不会有高阻态情况，此时不会有这个问题。
程序上电，芯片运行前都有一断空窗期、外部SPI接口的传感器芯片 插拔时，这个时候就一定会有这个问题。
就我的经验：
输出B1可能会有杂波输出（可能会让SPI从芯片（如ADC）出现异常），也可能会造成单个端口失效损坏。
处理办法：增加上位电阻。
分享硬件研发经验！单篇奖励100-1200元现金，点击下方立即报名，我们将在24H与您联系
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 38
本文由Struggling提供，版权归世强硬创平台所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：世强硬创平台”。
评论
全部评论（38）
-
![]()
![]()
Leel Lv7. 资深专家 2019-05-06挺好挺好 -
![]()
![]()
RyanHsiung Lv6. 高级专家 2019-04-05干货，不错 支持一下 -
![]()
![]()
wch7475 Lv8. 研究员 2019-03-04学习 -
![]()
![]()
liusir Lv4. 资深工程师 2019-01-17学习了 -
![]()
![]()
Paulwang Lv8. 研究员 2019-01-11这个不错，学习了 -
![]()
![]()
Jimi Lv7. 资深专家 2018-12-30不错 -
![]()
![]()
hilly Lv6. 高级专家 2018-12-28写的挺好，赞一个 -
![]()
![]()
IC哥 Lv7. 资深专家 2018-12-28不错 -
![]()
![]()
Timm Lv9. 科学家 2018-12-26隔离器件好，学习下 -
![]()
![]()
用户78919476 Lv3. 高级工程师 2018-12-26学习了
正在努力加载……相关推荐
【经验】基于隔离器检测功能脚DSAT的误报警延时检测网络
Silicon Labs推出的Si828x隔离栅极驱动器是专为保护电源逆变器以及绝缘栅双极晶体管等器件而设计的，它具有5KVrms的隔离等级以及良好的定时特性和业内最快的趋饱和检测功能。
【经验】如何通过电流隔离提高EV/HEV安全性、性能和可靠性
隔离器件在EV/HEV应用中无处不在，并且对于汽车和操作者的安全至关重要。这些器件提供安全隔离、无缝电平移动、消除地噪声，最终增强了汽车性能和可靠性。Silicon Labs提供全品类隔离应用包括纯数字隔离器(1-8通道)，MOS管隔离驱动器，IGBT/IPM驱动器，电流检测传感器，电压检测传感器，为工业，医疗，汽车等行业提供可靠的电气安全保障。
【经验】不带保护隔离驱动芯片的电源功耗如何计算？
工业变频器、伺服电机控制器的设计时，每个工程师一般会考虑每个器件的功耗有多少，那么隔离驱动芯片的电源功耗怎么计算呢？本文以不带保护的隔离驱动芯片Silicon Labs SI826x电源功耗计算做举例说明。
变频器电机相电流检测方案采用电流检测电阻R（SENSE）+HCPL-7840电流检测光耦实现，想更换一款可pin to pin替代HCPL-7840的隔离器件，请问是否有合适型号推荐？
推荐Si8920BC-IP隔离容耦，有SOIC-16宽体封装和DIP8表面封装两种选择，其中DIP8封装可pin to pin替代HCPL-7840，产品特点如下：1、低压差分输入范围：±200mv；2、低信号延迟：仅0.75μs；3、输入失调电压0.2mv；4、增益误差<0.5%；5、卓越的漂移规格：1 μV/°C失调漂移、60 ppm/°C温度漂移；6、全数值范围内非线性误差：0.1%；7、高共模抑制75kv/μs；8、工作温度：-40℃~ +125℃；9、通过AEC-Q100认证。
数字隔离器选型：速度高达150M的Silicon Labs数字隔离器，成熟应用于新能源汽车，医疗，工业控制等领域
Silicon Labs数字隔离器产品具有低功耗，最多可达8通道，提供良好的电磁兼容性，有效避免外部电磁干扰，全系产品均过AEC-Q100车规级认证，常年备库存，价格便宜20%。世强是Silicon Labs数字隔离器代理商，可提供Silicon Labs数字隔离器新产品新技术、技术资料、Silicon Labs数字隔离器选型，Silicon Labs数字隔离器供应等服务。
【IC】荣湃超宽体数字隔离器Pai1XXE7X-WWR系列，标称耐压达5700Vrms，支持10MHz时钟的SPI通信
荣湃推出Pai1XXE7X-WWR系列超宽体数字隔离器，产品标称耐压达5700Vrms，可重复工作耐压峰值可达2828Vpeak，满足GB4943.1-2022标准中最严苛的隔离器件抗电性能要求，和1500V高压储能系统的寿命要求。
在设计小功率伺服驱动器时，功率器件使用IPM模块，同时在MCU控制电路和IPM驱动管脚之间希望使用隔离芯片实现隔离功能，同时要求体积尽可能小，请帮忙推荐相应产 品？
小功率伺服驱动器使用IPM模块，其自带驱动功能，外围电路仅需设计MCU和IPM管脚之间的隔离，推荐使用Silicon Labs的Si8660数字隔离芯片，其集成6路数字 隔离，传输速率可达150Mbps，绝缘耐压最高达到5000kVrms。
开发3kw以内交流伺服驱动器及直流无刷驱动器，请推荐国产化IPM，DSP及其他元器件，谢谢！
针对伺服产品国产化需求，推荐如下：控制DSP推荐进芯的DSP产品，兼容TI产品，相关选型参考：【选型】Advancechip（进芯电子）DSP数字信号处理器选型指南；功率器件（整流桥和分立IGBT/MOS）推荐扬杰，相关选型参考：【选型】扬杰科技（YANGJIE）整流器件（整流桥/二极管）选型指南，【选型】扬杰科技（YANGJIE）功率模块选型指南；隔离器件推荐Siliconlabs（进口品牌）的六通道信号隔离驱动IPM，集成性价比高，资料参考：Si8660 低功耗六信道数字隔离器 数据表；采样电阻推荐Viking的薄膜电阻，相关资料参考：【选型】光颉科技（Viking）电阻/电容/电感/滤波器选型表
最大传输延时30ns, 4A灌/拉电流驱动能力的隔离驱动器 | 功率器件专场 世强硬创新产品研讨会
型号- SI88XXXISO-KIT,SI88241ED-IS,SI823HX,SI8281CD-IS,SI8642ET-IS,SI823X,SI827X,SI88621ED-IS,SI893X,SI8239X,SI875X,SI8285CD-IS,SI8920BC-IP,SI8281-KIT,SI86XXXT,SI86XXT,SI8285_86-KIT,SI8286CD-IS,SI8285,SI8281,SI886XXISO-KIT,SI86XX,SI87XX,SI8920,SI834X,SI88XX,SI8921,SI8900,SI8922,SI828X,SI838X,SI86XXTISO-KIT,SI826X,SI8920ISO-KIT,SI894X
元芳，你怎么解读隔离器件的失效模式？
理解隔离器件在不同高电压应用系统中的失效模式是很有必要的，这有助于我们确定是否需要采取额外的措施来防止系统级别的触电风险。
带DC-DC控制器的数字隔离器件，外部的DC-DC转换所用到的变压器是否有推荐的型号？
带DC-DC控制器的数字隔离器件Si88XX外部所接的变压器可以使用UTB02185s，或者采用世强提供的方案，具体咨询和订货请联系400-887-3266。
Silicon Labs Launched New Si823Hx Gate Driver Board Optimized for High-power Modules
Silicon Labs introduced the new Si823Hx Gate Driver Board, an all-in-one isolation solution perfectly suited for the recently launched Wolfspeed WolfPACK power module. Wolfspeed power modules are used across numerous power applications, including EV chargers and motor drives in the industrial and automotive markets. Featuring the Si823Hx isolated gate driver and Si88xx digital isolator with integrated dc-dc converter, the board delivers excellent performance in a compact and cost-effective design, optimized for a wide range of modules.
项目器件国产化需求TLP127,TLP817隔离光耦需要国产替代品，有吗？
公司暂未有国产品牌低速通用光耦产品，若要国产可看看台湾光宝。如果要求隔离通讯速率高，可考虑Silicon Labs容耦隔离产品。L
Silicon Labs携手Teledyne e2v HiRel共同研发新型隔离栅极驱动器，助力航空航天市场发展
2020年10月21日，Silicon Labs宣布和Teledyne e2v HiRel公司在高可靠性隔离器件领域建立伙伴关系，Teledyne将基于Silicon Labs针对航天航空、军事、石油和天然气市场进行了优化的隔离式栅极驱动器技术，提供新的高可靠性专业化系列产品。
【选型】速度快、寿命长的隔离器件一网打尽，完美替代光耦合器
Silicon Labs推出的隔离产品是技术领先的电容隔离器件，它提供了工业类最好的隔离技术，产品具有高品质、高可靠性和全球范围内的安全认证。由于它具有体积小、寿命长、抗干扰能力强，传输速度快等优点，因此被广泛用于工业、计算机、消费、通讯类、医疗、军事和航空市场中。
电子商城
品牌：SILICON LABS
品类：Wireless Gecko SoC
价格：￥8.1764
现货： 102,628
品牌：SILICON LABS
品类：Mighty Gecko Multi-Protocol Wireless SoC
价格：￥27.0929
现货： 90,767
现货市场
品牌：SILICON LABS
品类：Switch Hall Effect Magnetic Position Sensor
价格：￥2.2924
现货：126,000
服务
可定制射频隔离器/环行器（10M-40GHz），双工器/三工器（30MHz/850MHz-20GHz），滤波器（DC-20GHz），功分器，同轴负载，同轴衰减器等射频器件；可定制频率覆盖DC~110GHz，功率最高20KW。
最小起订量： 1 提交需求>
可定制波导隔离器频率覆盖5.5GHz~110GHz，插损损低至0.25dB、隔离度、正向方向功率、封装尺寸参数。
最小起订量： 1pcs 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论