ISO7421DR 产品概述

ISO7421DR 是德州仪器（TI）推出的一款工业级数字隔离器，面向需要电气隔离、抗干扰能力强且延迟低的数字信号隔离应用。该器件采用 SOIC-8 封装，提供单向正向通道与单向反向通道各一（即一正一反各 1 路），最大数据速率 1 Mbps，典型传播延迟约 9 ns，默认输出为高电平。器件的隔离耐压标称为 2500 Vrms，抗共模瞬变（CMTI）能力高达 50 kV/µs，并支持宽温区工作（-40℃ 至 +125℃），适合多种工业与汽车电子场景。

一、主要规格亮点

• 通道配置：正向通道 1，反向通道 1（适合点对点或双向信号隔离接口）
• 最大数据速率：1 Mbps（适合 UART、低速 SPI、CAN 逻辑侧隔离等）
• 传播延迟（tpd）：约 9 ns（低延迟，利于保持时序完整性）
• 默认输出电平：高（缺省或上电/输入浮空时输出为逻辑高）
• 隔离电压：2500 Vrms（器件级隔离，满足常见工业隔离需求）
• CMTI（抗共模瞬变）：50 kV/µs（强抗干扰，适合高共模噪声环境）
• 工作温度范围：-40℃ 至 +125℃（工业级可靠性）
• 封装：SOIC-8（标准 DIP 兼容 PCB 布局）

二、功能与典型应用场景

ISO7421DR 主要用于在两个电位不同的电路块之间传输数字信号，同时保证高压隔离与信号完整性。典型应用包括：

• 工业控制：隔离 MCU 与电机驱动器、功率变换器的控制信号，保护控制侧和电源侧；
• 电源与变频器：PWM 或数据信号隔离，降低地环路干扰；
• 通信接口隔离：UART、RS-232/TTL 级别信号、CAN（逻辑侧隔离）、半双工串口等低速通信隔离；
• 仪器仪表：隔离测量信号，防止高压回流对测量或控制端的影响；
• 医疗/楼宇自动化（需配合对应安全规范）：在满足系统整体认证条件下实现隔离。

三、优势与设计考虑

优势：

• 低延迟和较高 CMTI 使其在快速共模变化环境中仍能稳定工作；
• 默认输出高的失效保护特性，有利于在通道异常或上电阶段保持已知逻辑状态；
• 宽温度范围和 2500 Vrms 隔离等级，适合工业环境的长期可靠性需求。

设计考虑：

• 1 Mbps 最大速率适合多数串行通信，但不适合高速 SPI、USB 等高于此速率的总线；设计时需确认系统带宽要求；
• 默认高电平策略需与系统上拉/下拉逻辑相匹配，避免在隔离侧产生非预期的逻辑条件；
• 隔离区两侧应有独立电源并分别做去耦；严禁在 PCB 上直接连通隔离两侧地线。

四、布局与使用建议

• 去耦电容：在 VCC1、VCC2 两侧各近端放置 0.1 µF 陶瓷去耦电容，减小电源噪声与瞬态影响；
• 隔离沟槽与爬电距离：在 PCB 设计中为满足隔离等级，保持足够的爬电距离与通气沟槽，避免在隔离区布置过多过孔；参考最终应用所在标准（如 IEC）确定最小间距；
• 接地策略：隔离两侧地分别处理，若需参考地，使用隔离变压器或专用隔离电源；避免在信号层跨越隔离边界的回流路径；
• 信号终端与缓冲：对于总线驱动能力或负载大的信号，增加适当驱动级或缓冲，保持信号完整性；
• 热管理：SOIC-8 为小封装，若处于高温或密集布局环境，评估功耗并预留热散路径。

五、封装、选型与采购信息

• 型号：ISO7421DR
• 厂商：Texas Instruments（德州仪器）
• 封装：SOIC-8（适合通用 PCB 和自动贴片加工） 在选型时，需核对供货包装（卷带/托盘）、合规与认证要求（若用于医疗或特定工业标准）以及完整 datasheet 以确认测试条件（隔离测试时间、耐压曲线、功耗、引脚脚位定义等）。

六、总结

ISO7421DR 是一款面向工业级应用的低延迟数字隔离器，提供 2500 Vrms 的隔离耐压与 50 kV/µs 的高 CMTI，适合需要可靠隔离与抗干扰的低速数字通信场景。选用时应结合系统速率、默认输出策略及 PCB 隔离布局要求进行综合评估，配合规范的电源去耦与隔离区布线，可有效提升系统的安全性与稳定性。如需更详细的电气特性、引脚图与典型应用电路，请参阅 TI 官方 datasheet。