Texas Instruments TPSI2072-Q1雙通道隔離式固態繼電器（SSR）設計用于高壓汽車和工業應用。TPSI2072-Q1采用TI的高可靠性電容隔離技術，與內部背對背MOSFET，形成無需二次側電源的完全集成解決方案。TPSI2072-Q1提高了系統可靠性，因為TI的電容隔離技術不會受到機械繼電器和光電繼電器元件常見的機械磨損或光電衰減故障模式的影響。

數據手冊：*附件：Texas Instruments TPSI2072-Q1雙通道隔離式固態繼電器數據手冊.pdf

該器件的一次側僅由9mA輸入電流供電，并集成故障安全EN1和EN2引腳，防止為VDD 電源供電。在大多數應用中，器件的VDD 引腳應連接到4.5V至20V的系統電源，器件的EN1和EN2引腳應由GPIO輸出驅動，邏輯高電平范圍為2.1V至20V。在其他應用中，VDD 、EN1和EN2引腳可直接由系統電源或GPIO輸出驅動。

二次側的每個通道均由背對背MOSFET組成，關態電壓為+/-600V（SM至S1和S2）。TPSI2072-Q1 MOSFET的雪崩穩健性和熱敏感封裝設計使其能夠可靠地支持系統級電介質耐壓測試 (HiPot)，并且無需任何外部元件即可承受高達2mA的直流快速充電器浪涌電流。

特性

• 符合汽車應用標準
  • 符合AEC-Q100 1級（-40至125°C T A ）
• 集成耐雪崩MOSFET
  • 設計且符合標準，可靠性高，適用于介電耐壓測試（耐壓）
    • IAVA = 2mA（5s脈沖），1mA（60s脈沖）
    • V HIPOT ，5s = 4300V，Rseries > 1.83MΩ
    • V HIPOT ，5s = 2850V，Rseries > 1.1MΩ
  • 關態電壓：600V
  • RON = 65Ω（TJ = 25°C)
  • IOFF = 1μA（500V時，TJ = 105°C）
• 一次側電源電流低
  • 5mA單通道、9mA雙通道導通狀態電流
• 確保功能安全
  • 可幫助進行ISO 26262和IEC 61508系統設計的文檔
• 穩健可靠的隔離柵
  • 在1000V RMS /1500VDC 工作電壓下，預計使用壽命為26年
  • 隔離等級V ISO ，高達3750V RMS /5300VDC
• SOIC 11引腳（DWQ）封裝，具有寬引腳，可提高散熱性能
  • 爬電距離和間隙 ≥8mm（初級-次級）
  • 爬電距離和間隙≥3mm（開關端子之間）
• 安全相關認證
  • （計劃）DIN VDE V 0884-11:2017-01
  • （計劃）UL 1577組件認證計劃

簡化應用原理圖

TPSI2072-Q1雙通道隔離式固態繼電器技術解析與應用指南

一、產品概述

TPSI2072-Q1是德州儀器(TI)推出的汽車級雙通道隔離固態繼電器，專為高電壓汽車和工業應用設計。該器件采用TI可靠的電容隔離技術與背靠背MOSFET結合，形成完全集成的解決方案，無需次級側電源供電。關鍵特性包括：

• ?600V耐壓與50mA電流能力?：支持高壓測量和絕緣監測
• ?集成雪崩額定MOSFET?：可承受2mA/5s或1mA/60s的雪崩電流
• ?低功耗設計?：單通道導通電流僅5mA，雙通道9mA
• ?功能安全支持?：提供ISO 26262和IEC 61508系統設計文檔
• ?3750Vrms/5300VDC隔離等級?：通過VDE 0884-11和UL 1577認證(計劃中)

二、關鍵參數與性能

1. 電氣特性

2. 隔離特性

• ?工作電壓?：1000Vrms/1500VDC
• ?隔離壽命?：>26年(1000Vrms下)
• ?爬電距離?：初級-次級≥8mm，開關端子間≥3mm
• ?安全認證?：計劃通過DIN VDE V 0884-11和UL 1577認證

三、設計注意事項

1. 熱管理

• ?雪崩模式功率?：PD = (VAVA × IAVA)
• ?結溫計算?：TJ = TA + (PD × RθJA)
• ?建議措施?：在S1/S2/SM引腳下方增加散熱過孔陣列

2. PCB布局指南

• ?EMI優化?：
  • 在器件下方設置10-20pF層間縫合電容
  • 初級側可添加鐵氧體磁珠(10kΩ@高頻)
• ?高壓隔離?：
  • 保持初級-次級8mm爬電距離
  • 避免頂層走線穿越器件本體

3. 可靠性設計

• ?雪崩電流限制?：
  • 5秒脈沖：≤2mA
  • 60秒脈沖：≤1mA
• ?推薦工作條件?：
  • 環境溫度：-40℃至125℃
  • 開關電壓：±600V以內

四、行業應用方案

1. 電池管理系統(BMS)

• 絕緣電阻監測
• 高壓采樣通道切換
• 典型配置：使用BQ79631-Q1作為MCU

2. 充電基礎設施

• 直流快充接觸器控制
• 泄放電路切換
• 支持2500V浪涌測試

3. 太陽能系統

• 組串電壓監測
• 絕緣故障檢測
• 參考設計TIDA-010232

五、選型對比

該器件特別適合需要長期可靠性的汽車和工業應用，其集成化設計可替代機械繼電器和光耦方案，顯著提高系統MTBF。