英飞凌推ISSI20B系列固态隔离器,3 kVrms隔离耐压
德国英飞凌科技公司(Infineon Technologies)正式量产其新型固态隔离器(Solid State Isolator, SSI)ISSI20BxxF系列产品,覆盖ISSI20B02F、ISSI20B03F和ISSI20B11F三款型号。该系列采用PG-DSO-8 150 mil超小型封装,爬电距离4 mm,提供3 kVrms隔离耐压,通过UL 1577基础绝缘认证,专为工业自动化领域高集成度、高频次开关场景设计,目标直指替代传统光电隔离器(PVI)、光电继电器(PVR)及电磁继电器(EMR)。
新产品核心突破在于集成无磁芯变压器(coreless-transformer)技术——该技术在同一隔离结构内同步完成信号传输与能量馈送,无需外置隔离栅极电源,即可直接驱动外部功率开关器件(如IGBT、SiC MOSFET)。相比依赖外部DC-DC隔离电源的传统PVI方案,ISSI20B系列输出驱动能力更强,兼容更广谱的功率器件,尤其适配当前工业变频器、PLC I/O模块及智能电表中日益普及的宽禁带半导体开关。实测数据显示,在25℃环境温度下,其输出峰值电流达±2 A,开通延迟典型值为0.3 μs,关断延迟为0.25 μs,显著优于同尺寸PVI方案的响应一致性。
ISSI20B系列在芯片级集成了多重保护机制:过流保护(OCP)、过温保护(OTP)、快速故障关断(fast fault turn-off)及锁存关断(latch-off),部分型号还支持动态米勒钳位(dynamic Miller clamp)与快速导通(fast turn-on)功能。这些特性使系统设计者可大幅削减外围保护电路数量——例如在PLC数字量输出模块中,通常需额外配置TVS阵列、限流电阻及热敏电阻,而采用ISSI20B后,仅需保留Zui简RC缓冲网络即可满足IEC 61000-4-5浪涌抗扰度要求。据英飞凌提供的参考设计,某8通道DC24V输出模块使用该器件后,PCB面积缩减约22%,BOM成本降低约15%(不含功率开关)。
瞄准高周转率工业场景,替代逻辑清晰
该系列明确锁定六大应用方向:固态继电器模块、PLC输入/输出系统、工业自动化设备(如包装机械、纺织控制器)、实验室直流电源、自动测试设备(ATE)、低压楼宇自控系统及电信基础设施电源管理单元。这些场景共性突出:开关频率高(日均动作超万次)、空间受限(如DIN导轨安装模块宽度≤60 mm)、对静音与寿命敏感(EMR机械触点寿命通常仅10⁵次,而SSI理论寿命超10¹²次)。以欧洲某主流PLC厂商2023年发布的新型16路数字量输出模块为例,其已将ISSI20B03F作为标准配置,替换原用的PVR方案,整机平均无故障时间(MTBF)从12万小时提升至28万小时,且彻底消除触点弹跳导致的误触发问题。
供应链与采购关键点:小封装≠低门槛
尽管PG-DSO-8封装与现有PVI引脚兼容,但中国工程师在导入时需重点关注三点:一是焊接工艺窗口更窄——该封装底部为裸铜散热焊盘,回流焊峰值温度须严格控制在245±5℃,高于此值易致内部硅通孔(TSV)应力开裂;二是ESD防护等级为HBM Class 2(2 kV),低于工业级常用Class 3(4 kV),建议在PCB布局中预留TVS器件位置;三是目前全系仅提供卷带包装(reel),Zui小订货量(MOQ)为2500片,不支持散装样品申请,这对中小自动化设备厂商的试产验证构成一定门槛。分销渠道方面,DigiKey库存稳定(2500片/型号),Mouser Electronics部分型号缺货,Arrow与Future Electronics暂无现货,建议优先通过英飞凌授权代理商(如世强、艾睿中国)获取评估板(KIT_ISSI20B_EVAL)及完整设计套件。
该系列是英飞凌继ISSI20RxxH与ISSI30RxxH之后,对固态隔离产品线的垂直延伸——前两者采用更大尺寸的PG-DSO-16封装,侧重高驱动能力与多通道集成;而ISSI20B则聚焦空间极度敏感的终端设备,形成‘大驱动-多通道’与‘小尺寸-单通道’的互补布局。值得注意的是,其无磁芯变压器技术源自英飞凌在汽车电子隔离驱动器(如2EDN系列)中已量产五年的成熟IP,可靠性数据经AEC-Q100 Grade 1认证验证,意味着工业客户可复用汽车级失效模式分析(FMEA)框架进行风险评估,缩短认证周期。当前,该器件已在德国、捷克、匈牙利等地的工业控制器产线批量上料,尚未进入中国本土OEM主力供应商BOM清单,但已有3家深圳PLC模块厂商启动Design-in流程。
产业化落地仍受限于系统级验证周期:虽然芯片本身已通过UL 1577,但整机若需满足IEC 61800-5-1(调速电气传动系统安全要求)或IEC 61439(低压成套开关设备)标准,仍需针对具体拓扑重新开展隔离耐压、局部放电及长期老化测试,平均认证耗时约6–9个月。这意味着,即使采购到现货,从设计导入到终端设备获准上市,仍需预留充分的合规性验证窗口。