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性能與成本兼?zhèn)?,一芯簡化隔離電源設(shè)計

2023-02-14 15:28  瀏覽:  

——納芯微集成隔離電源3CH數(shù)字隔離器NIRSP31

工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計中,考慮到耐高壓、安全、抗噪等因素,對隔離設(shè)計的需求越來越廣泛,而將信號/功率轉(zhuǎn)化為隔離的方式進行傳輸一直是系統(tǒng)設(shè)計的難點之一。納芯微作為隔離技術(shù)的引領(lǐng)者,一直致力于探索更高集成度、高可靠性、高性價比的隔離電源方案。本文介紹了納芯微集成隔離電源3CH數(shù)字隔離方案,將有效助力開發(fā)者簡化工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計。

基于片上變壓器的隔離電源方案

按照不同需求,系統(tǒng)中的隔離供電可劃分為驅(qū)動隔離供電、采樣隔離供電、通信隔離供電三個部分,其中,驅(qū)動/采樣隔離供電因功率相對較大、布局相對集中,更傾向于采用變壓器外置/多繞組輸出的供電方案;而對于通信隔離供電,因其布局相對遠離系統(tǒng)主功率回路,且功耗相對較低,獨立隔離電源模塊的形式往往更受青睞。

納芯微NIRSP31采用業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的片上變壓器技術(shù),單芯片集成了隔離電源和三通道數(shù)字隔離器,并使用先進的LGA封裝(4mm×5mm)工藝,相對于傳統(tǒng)的獨立隔離電源模塊+光耦/數(shù)字隔離器的方案,極大地減小了PCB布板面積和高度,可進一步降低系統(tǒng)成本。

*上表中隔離電源模塊參數(shù)針對某單一料號,不同物料規(guī)格存在一定差異

上表為NIRSP31與傳統(tǒng)的隔離電源模塊方案的詳細參數(shù)對比,總結(jié)來說,NIRSP31有如下優(yōu)勢:

·  方案面積減少>200%

·  方案成本降低>15%

·  配置靈活,輸出5V/3.3V可選

·  集成閉環(huán)控制電路,負載調(diào)整率優(yōu)

·  更寬的工作溫度范圍(-40~125℃),輸出功率溫度降額低

·  具有使能(EN)引腳,適用于低靜態(tài)功耗要求應(yīng)用

·  原副邊寄生電容小,抗共模干擾能力強

·  3000Vrms一分鐘絕緣耐壓

·  集成短路保護/過溫保護/欠壓保護

·  全自動化封裝,高可靠性,低失效率

·  相較于光耦,傳輸速率高,壽命長

高集成度、高可靠性、高性價比的隔離電源3CH數(shù)字隔離器NIRSP31

關(guān)鍵參數(shù)

·  3kVrms的絕緣耐壓

·  支持單獨MCU I/O電平VDDL

·  供電電壓:

- VDD: 4.5~5.5V NIRSP31

3~3.6V/4.5~5.5V NIRSP31V

-  VDDL: 1.8~3.6V/4.5~5.5V

·  輸出:

- 80mA @5V->5V/3.3V

- 60mA @3.3V->3.3V

·  欠壓保護、短路保護和過溫保護

·  數(shù)據(jù)速率:20Mbps

·  傳輸延時:<75ns

·  CMTI:±50kV/us

·  工作溫度:-40~125℃

·  封裝:LGA-18(4.00mm × 5.00mm)

應(yīng)用場景

·  兩輪車BMS

·  通信備電BMS

·  戶用BMS

·  工業(yè)電表

·  空氣斷路器

工業(yè)BMS:納芯微一站式解決方案

在工業(yè)BMS的應(yīng)用中,NIRSP31可用于電池包MCU與外部ECU間的485和CAN通信隔離,無需再外加隔離電源和輸出側(cè)LDO(良好的負載調(diào)整率),確保通信的連續(xù)性,保證系統(tǒng)的正常運行。

圖:工業(yè)BMS典型框圖

同時,納芯微也提供工業(yè)BMS一站式解決方案,包括雙向I2C隔離器 NSI8100、RS485收發(fā)器NCA3485/NCA3491、CAN收發(fā)器NCA1042/NCA1051、以及雙路低邊驅(qū)動器NSD1025。

NIRSP31 Demo板

 

圖:隔離RS485通信Demo板(左);隔離CAN通信Demo板(右)

為方便評估,納芯微提供隔離RS485通信Demo板NIRSP31+NCA3485,隔離CAN通信Demo板NIRSP31+NCA1042。

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