【经验】Silicon Labs电容隔离产品常见失效模式分析

时间： 2019-05-18 来源：世强

技术问答

本文介绍SILICON LABS电容隔离产品常见失效模式分析，常见失效模式有两种，第一种失效为输入输出端超过耐压限值，第二种失效为电容隔离两端任意一侧有高压大电流流入，破坏隔离内部电路。理解失效模式，可以帮助客户在设计前期规避风险，提高系统可靠性和稳定性。

一、第一种失效模式：输入输出侧超过绝缘耐压限值

图1 第一种失效模式

失效原因：加在隔离器两侧的高电压应力超过隔离电压极限值，数字隔离器的隔离介质被击穿并且短路。

解决方法：选用比终端设备要求更高的耐压隔离器。

二、第二种失效模式：输出侧电源VDD以及输出端电压超过限制。

图2 第二种失效模式

具体体现为以下三种情况:

1、输入侧VDD1超过额定最大值；

2、输出侧VDD2超过额定最大值；

3、输出侧有高压串入，例如驱动栅极驱动后端IGBT/MOSFET失效导致高压串入驱动前端，导致隔离器过大的电压应力以及热应力。

解决方法：

1、输入侧：供电或输入信号有被干扰。电源上串接20～50欧电阻，管脚处放置10uF，100nF电容。输入信号串接RC滤波器。

2、输出侧：隔离器有可能供电被干扰。电源上串接20～50欧电阻，管脚处放置10uF，100nF电容。

3、隔离驱动侧快速开关有大的dv/dt，寄生电容导致输出驱动信号超过VDD+0.5。可靠近输出驱动管脚加TVS钳位，增大驱动电阻。

4、隔离驱动侧开关整机的时候，储能元件（主要是电感）会感应出负压，使得VDD-GND>30V打坏芯片。可在FET管并二极管，GND线上串小电阻，软开通，软关断。

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