デジタルアイソレータとは？磁気結合型・容量結合型の違いと、伝送速度・絶縁耐圧・CMTIの選び方

デジタルアイソレータとは

デジタルアイソレータは、インバーター・PLC・電源などの基板で、高い電圧の側と制御の側のように電位の違う回路の間で、デジタル信号を絶縁したまま渡すICです。光で渡すフォトカプラーと同じ役目で、磁気や静電容量を使うぶん速い信号を扱えます。

比較ページには、日本のメーカーと、日本法人を持つ海外メーカーの自社グループ製品を、型番の単位で載せています。ゲートドライバや絶縁電源と一体になったIC、販売終了品、代理店が売る他社製品は載せていません。

2つの方式

• 磁気結合型は、小さなコイルの磁界で絶縁の壁を越えます。例は東芝デバイス＆ストレージの DCL540C01 と DCL341L0B ⁠⁠⁠です
• 容量結合型は、薄い二酸化ケイ素の膜をはさんだ電極の静電容量で越えます。例はテキサス・インスツルメンツの ISO7741 と ISO6721 ⁠⁠⁠です

伝送速度とチャネル

• 東芝の DCL540C01 は、150Mbpsの4チャネルで、4つとも同じ向きです
• TIの ISO7741 は、100Mbpsの4チャネルで、順方向3・逆方向1です
• TIの ISO6721 は、50Mbpsの2チャネルで、順方向1・逆方向1です
• 東芝の DCL341L0B は、25Mbpsの4チャネルで、1チャネルあたり0.2mAの低い消費電流で動きます

絶縁耐圧とCMTI

• 東芝の DCL540C01 は、絶縁耐圧が5,000Vrms、CMTIが100kV/μs以上です
• TIの ISO7741 は、DWパッケージで5,000Vrms、CMTIが85kV/μs以上です
• TIの ISO6721 は、3,000Vrms、CMTIが100kV/μs以上です
• 東芝の DCL341L0B は、3,000Vrms、CMTIが30kV/μs以上です
• インバーターのようにスイッチングの速い機器では、CMTIの大きい型を選びます

電源電圧と動作温度

• 東芝の DCL540C01 とTIの ISO7741 は、2.25〜5.5Vで動きます
• TIの ISO6721 は、1.71〜1.89Vでも動き、1.8Vのマイコンとつなげます
• 動作温度は、ISO7741 が-55〜125℃、DCL341L0B と ISO6721 が-40〜125℃、DCL540C01 が-40〜110℃です

選ぶときに確かめること

• 絶縁の両側に、別々の電源をつなぎます
• 強化絶縁か基本絶縁かは、型番ごとの安全規格の認証で確かめます
• 電源が切れたときの出力の初期値（High・Low）は、型で選びます
• 公式の価格は出ていないので、数量を決めて特約店に見積もりをとります