由于物联网（IoT）的成功，电子和无线技术市场正在急剧增长。现在，每天都有更多的系统和电子设备连接到互联网或某种通信枢纽。

这些设备变得越来越智能，现在能够控制其他系统和负载。智能恒温器可以控制建筑物内的温度，安全系统可以远程解锁门，或智能插头可以打开灯，盲执行器或工业工具。这些都是物联网的例子，能够将命令转换为负载，或者更简单地说是驱动负载。

负载通常由依赖于处理器或微控制器的低功耗智能系统控制，通常是某种通信网络，有线（如电力线通信）或无线（如WiFi，Z-wave或LoRa®）。

这些处理和通信系统设计为非常低的能量，需要保护并与系统的高功率，高压侧电隔离，具有各种电压等级的隔离额定值。这称为电流隔离，意味着低功率控制侧和系统的高功率侧之间没有直接电连接。由于几个原因需要隔离，但主要思想是保护低功率侧免受来自高功率侧的瞬态电压的损坏。用于电隔离的其他应用用于保护人免受可能由部件故障引起的电击。在这种情况下，需要根据IEC标准将隔离度评定为几千伏的隔离度。

新兴的物联网应用推动了对保护这些设备的新方法的需求，这种方式比现今的机械继电器和光耦合器更快，更安静，更小，更节能，更可靠。为这些应用开发的一项新创新称为Neo-Iso™（TS13101），预计将对物联网和工业市场产生重大影响。

图1：Neo-iso-graphic

机电继电器

使用高功率驱动系统的物联网应用面临的挑战是在高功率侧和低功率侧之间需要电流隔离。在Neo-Iso之前，系统主要使用传统技术，如机械继电器或光耦合器。它们目前被广泛用于实现所有类型的隔离式电源开关，其成本范围从每个20美分到更高，具体取决于负载。

继电器或机电继电器利用线圈闭合或打开开关。机械机芯是磨损的源头。另外，接触件的物理运动产生火花和碳沉积，导致继电器的寿命相对较短。这种机电技术不适合当今的高集成度和高可靠性需求。与半导体集成电路（IC）相比，继电器的尺寸在所有三个维度上都明显更大，特别是在Z高度，从而防止了在低剖面产品中的集成。

继电器的功耗也太高，无法满足当今的能效标准，并且通常可以在很短的时间内耗尽系统的电池电量。一些继电器是非锁定的并且必须以大量电流持续通电以便抵消弹簧并将开关保持在闭合位置。一些继电器通过实施双稳态机械系统来解决这个问题，但它需要增加一个复位电路，这会增加系统的成本。

使用继电器的另一个问题是继电器的慢速切换速度可能会在继电器对故障做出反应之前导致系统损坏。此外，在当今的现代系统中，很少需要切换继电器产生的噪声。

虽然继电器已经使用了很长时间，但它们并不容易获取，特别是最近。继电器结构中使用的稀土材料的稀缺已经产生了许多交付问题，并且显着增加了采购继电器的交付时间。事实上，由于采购稀土材料的问题，一些继电器已达到一年的交付周期。

固态继电器

开发固态继电器（SSR）以解决机械继电器的缺点。因为SSR中的通信是通过光实现的 - 通过LED和光电晶体管之间的通信 - 这些设备也称为光耦合器。与机械继电器相比最大的改进是器件尺寸。SSR可以适用于典型的半导体封装，并显着降低最终产品的Z曲线。SSR还解决了从机械对应物听到的噪音问题，并且它们需要相对较短的交付时间，因为它们不依赖于稀缺材料。

但这与SSR相对于机械继电器的优势程度有关。虽然与机械系统相比，随着时间的推移故障率（FIT）略有提高，但光耦合器的可靠性仍然远远不能接受，并且仍然是当今孤立电源故障的首要原因。光耦合器的隔离额定值仅略高于继电器的隔离额定值，约为4kV。在性能，功耗，切换速度，外部物料清单（BOM）成本和主动保护能力方面的优势是不存在的。

Neo-Iso作为一种新范式

Semtech推出了Neo-Iso开关，以解决机械继电器和SSR的缺点。Neo-Iso开关采用超小型IC封装，性能远高于SSR和继电器。Neo-iso技术提供静音操作。通态驱动电流低至5μA，允许从电池为器件供电，或者仅使用负载的一小部分功率在功率采集模式下工作。

Neo-Iso解决方案是硅集成电路，所使用的硅工艺不受任何材料采购的限制，交付周期通常为几周。

在几微秒的范围内，开关速度比继电器和SSR快三个数量级，在故障检测后提供更好的关闭负载的能力，这极大地提高了安全性。系统可靠性很高，因为Neo-Iso已被证明可以处理超过1000万个开关周期。

图2：锁存单通道

通过选择在零交叉时打开或关闭，可以进一步提高整体系统可靠性，从而避免系统受到严酷的瞬态影响。Neo-Iso还具有正在申请专利的双向隔离通信路径，可为控制系统提供开关状态，计量和诊断信息。有许多目标应用程序，但Neo-Iso预计会对物联网世界产生重大影响，因为它体积小，功耗低。

Neo-Iso的另一个独特功能是能够从负载中获取能量。当开关打开时，开关上的电压和能量用于为系统供电。在系统中的所有开关都关闭的情况下，Neo-Iso实现了一个称为抖动的控制系统，在此期间开关强行打开很短的时间（25us），足以恢复能量，但不够长扰乱负荷。某些版本的Neo-Iso系列可以在系统微控制器处于睡眠状态时自动控制抖动。

Neo-Iso集成了所有整流和瞬态电压抑制功能，旨在最终减少电路板元件数量。

由于物联网系统，现在正迎来无线通信的新时代和电子系统的影响。这推动了对用于电流隔离的技术的全新审视。凭借Neo-Iso技术，Semtech将最好的半导体技术带入了机电设备，其特性和优势非常适合新一代技术。

Neo-Iso TS13101数据表可在线获取。可根据要求提供样品和评估板。