【应用】替换多颗光耦，单芯片实现I2C接口双向通信隔离
I2C总线是一种双线制双向通信总线，主要用于集成电路之间的低速、短距离通信。当前I2C已越来越多的应用于电路板间的通信。I2C硬件接口由两条信号线组成：串行数据SDA和串行时钟SCL，用来传输与总线相连的器件的信息。每个器件均通过唯一地址进行识别。在任何情况下，一个器件既能是发射器，也可以是接收器，既能是主器件，也可以是从器件。I2C的SDA和SCL均为双向线，以支持器件兼任发射器和接收器的功能。
图1：I2C总线
I2C接口的隔离必须避免引起总线故障或者被锁定，但I2C接口的双向特性为这种总线隔离的实现提出了挑战。图2显示了一个基于光耦技术的电路。因为光耦是单向器件，因此每条双向I2C线路须分割为两条单向线路才能实现光耦通信。图2仅显示实现一条通路的隔离。实际上隔离一个I2C接口需要四个光耦，由此产生的成本、电路的复杂度以及PCB空间的增加都将大大限制I2C的隔离应用。而且这种电路在电平翻转时，还很容易产生总线毛刺，造成通信错误。
图2：基于光耦的I2C隔离接口
相比之下，SILICON LABS的数字隔离器Si860x采用单芯片即可实现I2C接口的隔离，还不会有任何毛刺或锁定问题。该芯片集成度高、体积小，电路非常容易实现，且成本非常具有竞争力。Si860x系列中的Si8600集成两条双向通道，可实现双向数据和双向时钟信号的隔离；Si8602集成一双向通道，实现双向数据和一单向时钟信号的隔离。该系列产品具有2.5kV、3.75kV以及5kV隔离电压可选，已通过UL1577、CSA、VDE和CQC、以及AEC-Q100认证，并有NB SOIC-8和WB SOIC-16封装可选。
图3：Si860x实现I2C隔离的基本原理
采用Si860x数字隔离器实现IC的硬件接口非常简单，参考图4。它只需要一个隔离器件以及用于电源的旁路电容。图中所用上拉电阻是I2C接口都需要的电阻，无需再进行其它配置即可实现I2C的双向通信。而且Si860x具有很短的传输延迟和非常小的通道间的适配，对I2C的时序影响非常小，能实现出色的性能。
图4：Si8600实现I2C通信的典型应用电路
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ZHANGKK Lv7. 资深专家 2019-01-11学习 -
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菜鸟2号 Lv3. 高级工程师 2018-06-08好专业 -
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用户34096005 Lv4. 资深工程师 2017-07-18这个东东隔离的速度有多快啊？没有说啊！- 世小强回复： 能支持到最大1.7MHz I2C总线速度
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Johnathan Lv4. 资深工程师 2017-06-27马克一下 -
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用户24405940 Lv4. 资深工程师 2017-05-28写的真专业- 世小强回复： 谢谢！
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BATI Lv7. 资深专家 2017-05-20好东东啊
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提供全面表征产品器件耗电特征及功耗波形、快速瞬态效应、电源优化、表征和仿真测试服务，使用直流电源分析仪测量精度达50µV，8nA，波形发生器带宽100kHz，输出功率300W，示波器200kHz，512 kpts
实验室地址： 深圳/苏州 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>
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