CMTI概述及測試背景

CMTI：Common mode transient immunity（共模瞬變抗擾度）是指對施加在隔離電路間的高速瞬變共模電壓的上升/下降容許速率dVcm/dt，通常以kV/μs或V/ns表示。如下圖示：

CMTI指出了隔離電路對高速瞬變信號穿過隔離層而破壞輸出狀態(tài)的抑制能力，也體現(xiàn)隔離電路對快速瞬態(tài)信號干擾的敏感性。更高的CMTI指標(biāo)意味著隔離電路/器件在以其限定的測試條件下（例如IN=VCCI or GNDI，Vcm=1200V）可以在更高的上升或下降速率共模電壓沖擊隔離屏障時能保證輸出（OUT）沒有發(fā)生錯誤。

CMTI測試需求及應(yīng)用

隨著新一代寬禁帶半導(dǎo)體器件（如SiC和GaN）的普及，與傳統(tǒng)的MOSFET和IGBT相比，設(shè)備和應(yīng)用需要更高的開關(guān)頻率，在導(dǎo)通/關(guān)斷瞬變期間會出現(xiàn)更高瞬變電壓的邊沿速率。高性能隔離器的CMTI額定值很容易達到100V/ns，許多CMTI測試的結(jié)果都超過200V/ns。使用低CMTI 隔離器在高dVcm/dt環(huán)境中預(yù)期會出現(xiàn)信號完整性問題，這在特定的環(huán)境比如電機驅(qū)動或太陽能逆變器等應(yīng)用場景中，任何的脈沖抖動、失真、運行不穩(wěn)定或脈沖信息丟失都會對數(shù)據(jù)完整性產(chǎn)生重大影響，可能導(dǎo)致危險的短路事件。CMTI的測試在這類隔離電路中尤其是在具備隔離功能的芯片指標(biāo)測試中變得非常重要。

測試原理及方法

CMTI的測試基于IEC 60747-17:2020標(biāo)準(zhǔn)。分為靜態(tài)測試和動態(tài)測試。

靜態(tài)CMTI測試

靜態(tài)是指把輸入引腳連邏輯高電平或者低電平，然后模擬施加共模瞬變CMT，理論上在CMTI規(guī)格以內(nèi)的沖擊都無法改變輸出狀態(tài)。

動態(tài)CMTI測試

和靜態(tài)CMTI的要求一樣，在動態(tài)共模瞬變CMT的沖擊下，輸出也應(yīng)當(dāng)保持正常，如果CMTI的能力不夠強，會出現(xiàn)類似missing pulse, excessive propagation delay, high or low error或者output latch的錯誤。

鑒于高速瞬變且高共模電壓的測試環(huán)境，推薦使用高帶寬且全頻段CMRR優(yōu)異的示波器測試系統(tǒng)對隔離器件的CMTI能力及隔離電路信號穩(wěn)定性做測量，測試連接如下：

隔離電路的CMTI能力測試示意圖

CMTI推薦測試方案