【应用】替换多颗光耦，单芯片实现I2C接口双向通信隔离

时间： 2017-05-20 来源：世强

技术问答

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

相关技术文档：

Silicon labs Si860x数字隔离器数据手册详情>>>

Silicon Labs Si86xx ISO-EVB用户指南详情>>>

Silicon Labs AN559 使用Si86xx CMOS系列隔离器来隔离模拟信号详情>>>

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 6
| 转发至：

本网站所有内容禁止转载，否则追究法律责任！

全部评论（6）

ZHANGKK Lv7. 资深专家 2019-01-11

学习
菜鸟2号 Lv3. 高级工程师 2018-06-08

好专业
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
Johnathan Lv4. 资深工程师 2017-06-27

马克一下
用户24405940 Lv4. 资深工程师 2017-05-28

写的真专业
- 世小强回复：谢谢！

BATI Lv7. 资深专家 2017-05-20

好东东啊

没有更多评论了

碾压光耦！5.0kVRMS电压隔离+10kV浪涌保护的隔离器

Silicon Labs推出的隔离式栅极驱动器Si8261可替代传统的光耦隔离方案，无论从成本，还是产品可靠性上均更具优势，相信会成为未来主流的高性价比设计方案。

新应用发布时间 : 2016-09-17

【应用】为智能家居提供完善保护的数字隔离器方案

有了隔离解决方案在系统的高压和低压端提供了完善的保护，才能有效提升电力系统的性能、灵活性和可靠性。

新应用发布时间 : 2019-09-05

【应用】一“芯”六路的数字隔离让您的充电桩更安全更低成本

SILICON LABS的高达5000VRMS的数字隔离器Si86xx，1颗芯片可提供6路隔离通道，给您的充电桩带来高效、安全、稳定还小巧的隔离防护。

新应用发布时间 : 2019-09-05

【技术】浅谈光耦、磁耦和容耦三种不同信号隔离方式特点

SILICON LABS的SI86XX车规级数字隔离器采用Si02基底介质， CMTI能力高达50kV/µS，采用OOK调制技术，寿命>60年。

技术探讨发布时间 : 2018-02-07

隔离器Si8715共模瞬态抗扰度 (CMTI)是指什么？

隔离器Si8715共模瞬态抗扰度 (CMTI) 是指隔离器抑制快速共模瞬变的能力，通常测量单位是 kV/μs，共模瞬变是隔离应用中数据损坏的主要原因之一。CMTI 是隔离器Si8715非常重要的参数，因为高频瞬变会通过寄生电容，跨越隔离栅进行耦合，从而破坏数据传输。

技术问答发布时间 : 2017-05-05

群芯微电子携多款光耦产品及汽车电子、新能源、工业自动化、家用电器领域应用方案亮相慕尼黑上海电子展

2024年7月8日-10日，为期三天的慕尼黑上海电子展在上海新国际博览中心完美收官！群芯微电子携多款光耦产品亮相E3馆3336展位。分别从汽车电子、新能源、工业自动化、家用电器一共四个方面展示了群芯光耦的应用，在本届展会上群芯收获满满。

原厂动态发布时间 : 2024-07-18

数字隔离器Si8640的VDD1和VDD2是否可以接不同的电压，如VDD1接5V，VDD2接3.3V？

可以，数字隔离器Si8640除了具有电气隔离的功能之外，还可用于在VDD1和VDD2接不同电压，进行逻辑电平转换。

技术问答发布时间 : 2017-05-05

Silicon Labs（芯科科技） Si86xx数字隔离器数据手册

型号- SI8661BC-B-IS1R,SI8642BB-B-IS,SI8642ED-B-ISR,SI8621BC-B-ISR,SI8620AX,SI8652BB-B-IS1R,SI8651BB-B-IS1,SI8660BA-B-IS1,SI8650,SI8662BC-B-IS1,SI8663AB-B-IS1R,SI8645BA-B-IU,SI8655,SI8642BB-B-IS1,SI8651,SI8652,SI8620AB-B-ISR,SI8652EC-B-IS1,SI8660BB-B-IS1R,SI863X,SI8640BB-B-IS,SI8650BD-B-ISR,SI8645BB-B-IS1,SI8630AB-B-IS1R,SI8663EC-B-IS1R,SI8640BD-B-IS,SI8662BB-B-IS1R,SI8660,SI8661,SI8635BD-B-ISR,SI8610BB-B-ISR,SI8660ED-B-ISR,SI8635BD-B-IS,SI8622ED-B-ISR,SI8662,SI8663,SI8642BD-B-IS,SI8661EC-B-IS1,SI8631BD-B-IS,SI8631AX,SI864X,SI8610ED-B-ISR,SI8635BC-B-IS1R,SI8630BC-B-IS1,SI8640EC-B-IS1,SI8661EC-B-IS1R,SI8663BD-B-IS,SI8622EC-B-ISR,SI8610BB-B-IS,SI8641BB-B-IUR,SI865X,SI8660BA-A-IS1,SI8651ED-B-ISR,SI8641BC-B-IS1R,SI8642AX,SI8663ED-B-ISR,SI8635BC-B-IS1,SI8631BB-B-IS,SI8635BB-B-IS,SI8661AB-B-IS1,SI8661AB-B-IS1R,SI8642AB-B-IS,SI8650ED-B-IS,SI8641BA-B-IU,SI8631AB-B-IS,SI8622EB-B-IS,SI8650AB-B-IS1R,SI8620AB-B-IS,SI8631EC-B-IS1,SI8655BD-B-ISR,SI86XX,SI866X,SI8621ED-B-IS,SI8663BC-B-IS1R,SI8630AX,SI8640BA-B-IUR,SI8641BD-B-ISR,SI8652AB-B-IS1,SI8622EC-B-IS,SI8641EC-B-IS1,SI8621BB-B-IS,SI8631AB-B-ISR,SI8631BB-B-ISR,SI8640AB-B-IS1,SI8640BC-B-IS1R,SI8652BD-B-IS,SI8655BD-B-IS,SI8610BC-B-ISR,SI8630ED-B-ISR,SI8662BD-B-ISR,SI8610AB-B-IS,SI8620BC-B-IS,SI8620BB-B-IS,SI8610,SI8641AX,SI8662BB-B-IS1,SI8620EC-B-IS,SI8655BB-B-IS1R,SI8660ED-B-IS,SI8645BB-B-IS1R,SI8631BB-B-IS1,SI8622BB-B-ISR,SI8620ED-B-ISR,SI8650BC-B-IS1,SI8663AB-B-IS1,SI8640AB-B-ISR,SI8662ED-B-ISR,SI8622ED-B-IS,SI8630BC-B-IS1R,SI8641BB-B-ISR,SI8622,SI8642BT-ISR,SI8631BC-B-IS1R,SI8640BB-B-IS1,SI8641BC-B-IS1,SI8620,SI8641BD-D-IS,SI8621,SI8640EC-B-IS1R,SI8652AX,SI8641ED-B-ISR,SI8620BC-B-ISR,SI8620BD-B-IS,SI8622BD-B-IS,SI8655BA-B-ISR,SI8620EC-B-ISR,SI8641ED-B-IS,SI8640AB-B-IS1R,SI8661BD-B-IS,SI8635,SI8630EC-B-IS1R,SI8630,SI8631,SI8640AX,SI8663AX,SI8630AB-B-IS1,SI8621AB-B-ISR,SI861X,SI8652ED-B-IS,SI8650EC-B-IS1,SI8642BB-B-IS1R,SI8620BD-B-ISR,SI8662AB-B-IS1R,SI8662BC-B-IS1R,SI8663ED-B-IS,SI8650BD-B-IS,SI8640BC-B-IS1,SI8645,SI8662EC-B-IS1,SI8640,SI8641,SI8630ED-B-IS,SI8642,SI8651AX,SI8640AB-B-IS,SI862X,SI8641BB-B-IS,SI8655BA-B-IUR,SI8621EC-B-ISR,SI8661BB-B-IS1R,SI8652BC-B-IS1R,SI8655BB-B-IS1,SI8645BD-B-ISR,SI8642AB-B-IS1,SI8620BB-B-ISR,SI8662AX,SI8645BB-B-IS,SI8650ED-B-ISR,SI8662EC-B-IS1R,SI8642BC-B-IS1R,SI8660AB-B-IS1,SI8642BA-B-IU,SI8621AB-B-IS,SI8640BA-B-IU,SI8652EC-B-IS1R,SI8660BA-B-IS1R,SI8642AB-B-ISR,SI8630EC-B-IS1,SI8630AB-B-IS,SI8651AB-B-IS1,SI8641BA-B-IUR,SI8650AX,SI8631ED-B-IS,SI8642BD-B-ISR,SI8652BB-B-IS1,SI8660BC-B-IS1R,SI8630AB-B-ISR,SI8640ED-B-IS,SI8651BB-B-IS1R,SI8642ED-B-IS,SI8652AB-B-IS1R,SI8622BC-B-ISR,SI8631BC-B-IS1,SI8650BB-B-IS1,SI8610ED-B-IS,SI8631AB-B-IS1R,SI8641BB-B-IS1,SI8650BC-B-IS1R,SI8660BD-B-IS,SI8655BA-C-IUR,SI8631BD-B-ISR,SI8641BB-B-IS1R,SI8663BD-B-ISR,SI8661AX,SI8610BC-B-IS,SI8651EC-B-IS1,SI8661BB-B-IS1,SI8631EC-B-IS1R,SI8661ED-B-IS,SI8622EB-B-ISR,SI8652BC-B-IS1,SI8631AB-B-IS1,SI8651BD-B-ISR,SI8610AB-B-ISR,SI8621ED-B-ISR,SI8640BB-B-ISR,SI8622BD-B-ISR,SI8630BB-B-IS1R,SI8642EC-B-IS1R,SI8645BD-B-IS,SI8641BD-B-IS,SI8661BC-B-IS1,SI8630BD-B-IS,SI8660EC-B-IS1,SI8610BD-B-ISR,SI8641EC-B-IS1R,SI8645BC-B-IS1,SI8650EC-B-IS1R,SI8622BB-B-IS,SI8630BD-B-ISR,SI8640BB-B-IS1R,SI8641BA-C-IU,SI8635BB-B-ISR,SI8621BC-B-IS,SI8641AB-B-IS1R,SI8622BC-B-IS,SI8660AX,SI8610EC-B-ISR,SI8621EC-B-IS,SI8651BC-B-IS1,SI8651ED-B-IS,SI8662ED-B-IS,SI8610AX,SI8641BA-C-IUR,SI8652BD-B-ISR,SI8663EC-B-IS1,SI8621BD-B-ISR,SI8641BB-B-IU,SI8651BD-B-IS,SI8651EC-B-IS1R,SI8663BB-B-IS1R,SI8620ED-B-IS,SI8640BD-B-ISR,SI8660AB-B-IS1R,SI8641AB-B-IS,SI8642AB-B-IS1R,SI8660BC-B-IS1,SI8630BB-B-ISR,SI8642EC-B-IS1,SI8640ED-B-ISR,SI8645BB-B-ISR,SI8621AX,SI8660BD-B-ISR,SI8655BA-B-IS,SI8641AB-B-IS1,SI8650AB-B-IS1,SI8661BD-B-ISR,SI8663BC-B-IS1,SI8631ED-B-ISR,SI8662BD-B-IS,SI8655BA-B-IU,SI8650BB-B-IS1R,SI8621BB-B-ISR,SI8645BA-B-IUR,SI8630BB-B-IS,SI8610EC-B-IS,SI8630BB-B-IS1,SI8660BB-B-IS1,SI8610BD-B-IS,SI8660EC-B-IS1R,SI8645BC-B-IS1R,SI8662AB-B-IS1,SI8663BB-B-IS1,SI8652ED-B-ISR,SI8641AB-B-ISR,SI8661ED-B-ISR,SI8642BB-B-ISR,SI8631BB-B-IS1R,SI8642BA-B-IUR,SI8651AB-B-IS1R,SI8642BC-B-IS1,SI8621BD-B-IS,SI8651BC-B-IS1R

数据手册 - SILICON LABS - Rev. 1.0 - 2013年09月01日 PDF 英文下载

纳芯微携光储充、工业控制和汽车电子解决方案亮相PCIM Asia展，同时展出电流传感器、数字隔离器等产品

PCIM Asia国际电力元件、可再生能源管理展览会今日在上海隆重开幕，纳芯微电子围绕光伏、储能、充电桩、工业控制、汽车电子等核心应用领域，在本次展会现场全面展示了其在传感器、信号链、电源管理三大方向的创新产品和解决方案，包括电流传感器、数字隔离器、接口、隔离采样、隔离电源、栅极驱动、电机驱动，以及其SiC系列产品等。

原厂动态发布时间 : 2023-08-30

有没有自带隔离DC-DC的数字芯片应用在SPI通讯应用上？

推荐高速数字隔离Si88241，它自带DC-DC电源控制器，外部只需接个小型变压器即可实现电源转换，4通道数字隔离，三进一出，非常适合SPI通讯的应用场合。

技术问答发布时间 : 2017-05-05

Si87XX容耦隔离器较Si86XX隔离器有何性能提升？

Si87XX单通道高性能数字隔离器，可取代传统光耦，在Si86XX隔离器性能的基础上增加以下性能：1、增强VED/IEC 60747-5-2，带10kv涌浪；2、可直接替代常见光耦；3、最适合：高性能光耦升级（寿命长，高可靠和高数据率）。

技术问答发布时间 : 2017-05-05

【视频】速度高达150M的汽车级数字隔离器，为新能源汽车提供安全保障

在汽车电子＆无人驾驶及新能源汽车与新材料专场世强在线研讨会中，Silicon Labs技术专家为我们做了演讲。芯科速度高达150M的汽车级数字隔离器，应用于新能源汽车，可为其提供安全保障。同时，芯科的数字隔离器也可有效使用于OBS、DODC、BMS、Traction Inverter中，相应的方案详情。

新产品发布时间 : 2020-09-25

隔离器Si8715是怎样降低系统工作时的电磁干扰的？

隔离器Si8715主要通过现场取消的内部差分信号路径，调整隔离电容的大小和低功率电源振荡器设计组合实现低 EMI 操作。

技术问答发布时间 : 2017-05-05

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。

原厂动态发布时间 : 2018-06-11