使用AEC-Q100 Grade-0 數位隔離器克服高溫隔離設計挑戰

AEC-Q100定義的溫度範圍中，Grade-0 涵蓋最廣，通常是為48-V混合動力車等高溫系統設計，由於使用內燃引擎，車輛溫度將可能超過攝氏125度。然而電動車無內燃引擎，週邊運作溫度大多不會超過攝氏125度，故 Grade-1 額定裝置便已足夠。

從以下幾種用途中，可說明在隔離車內網路訊號時，尤其是使用 Grade-0 數位隔離器的優點，數位隔離器常用於不同電壓領域之間（如48-V和12-V），以保護低電壓側的線路，並降低高電壓共模雜訊對低電壓側訊號的衝擊。若需瞭解如何在混合動力車／電動車內隔離CAN FD通訊，請見「符合混合動力車／電動車隔離CAN系統內的CAN FD時脈需求」應用筆記。

圖一當中的啟動器／發電機，若使用ISO7741E-Q1等 Grade-0 位隔離器，可降低設計複雜度，同時在高溫環境中提升訊號保護，在啟動器／發電機、數位隔離器，以及TCAN1044EV-Q1等 Grade-0 控制區域網絡彈性資料率（CAN FD）收發器中，可從系統的48-V側傳輸資料至12-V側，48-V電子系統位置鄰近內燃引擎，故48-V系統溫度上升時，會影響到48-V側與12-V側之間介面邊緣的隔離器。依據各家車廠不同，在不同任務或運作溫度情況下，系統溫度可能在瞬間突破攝氏125度，甚至達到攝氏150度。

若數位隔離器所在溫度超過運作上限，可能導致系統時脈規格下滑，或隔離器停止而無通訊。兩種情況都不利於啟動器／發動機等重要系統；為確保通訊持續不斷，一般是使用液體或空氣冷卻系統減少熱能，讓晶片溫度低於運作上限，但若設計空氣冷卻系統，會導致冷卻系統設計成本、空間和重量等增加，如果晶片可承受較高的週邊運作溫度，便能減少冷卻系統負擔，不僅較簡單，也更符合成本效益。

ISO7741-Q1等多數合格的車載數位隔離器，均符合攝氏負40度至攝氏125度的 Grade-1 溫度範圍要求，也適合許多車載應用。但在本文所舉例的高溫系統等用途中，ISO7741E-Q1 Grade-0 裝置可協助混合動力汽車／電動車設計師，提供替代性的數位隔離解決方案，可縮短物料清單和產品上市所需時間，且無需犧牲系統效能。