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性能與成本兼備,一芯簡化隔離電源設計

核心提示:  納芯微集成隔離電源3CH數字隔離器NIRSP31  工業系統設計中,考慮到耐高壓、安全、抗噪等因素,對隔離設計的需求越來越廣泛
   ——納芯微集成隔離電源3CH數字隔離器NIRSP31
 
  工業系統設計中,考慮到耐高壓、安全、抗噪等因素,對隔離設計的需求越來越廣泛,而將信號/功率轉化為隔離的方式進行傳輸一直是系統設計的難點之一。納芯微作為隔離技術的引領者,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數字隔離方案,將有效助力開發者簡化工業系統設計。
 
  基于片上變壓器的隔離電源方案
 
  按照不同需求,系統中的隔離供電可劃分為驅動隔離供電、采樣隔離供電、通信隔離供電三個部分,其中,驅動/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采用業內領先的片上變壓器技術,單芯片集成了隔離電源和三通道數字隔離器,并使用先進的LGA封裝(4mm×5mm)工藝,相對于傳統的獨立隔離電源模塊+光耦/數字隔離器的方案,極大地減小了PCB布板面積和高度,可進一步降低系統成本。
 
  
 
  *上表中隔離電源模塊參數針對某單一料號,不同物料規格存在一定差異
 
  上表為NIRSP31與傳統的隔離電源模塊方案的詳細參數對比,總結來說,NIRSP31有如下優勢:
 
  ·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
 
  ·集成閉環控制電路,負載調整率優
 
  ·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,適用于低靜態功耗要求應用
 
  ·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數字隔離器NIRSP31
 
  關鍵參數
 
  ·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
 
  ·數據速率:20Mbps
 
  ·傳輸延時:<75ns
 
  ·CMTI:±50kV/us
 
  ·工作溫度:-40~125℃
 
  ·封裝:LGA-18(4.00mm×5.00mm)
 
  應用場景
 
  ·兩輪車BMS
 
  ·通信備電BMS
 
  ·戶用BMS
 
  ·工業電表
 
  ·空氣斷路器
 
  工業BMS:納芯微一站式解決方案
 
  在工業BMS的應用中,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LDO(良好的負載調整率),確保通信的連續性,保證系統的正常運行。
 
  
 
  圖:工業BMS典型框圖
 
  同時,納芯微也提供工業BMS一站式解決方案,包括雙向I2C隔離器NSI8100、RS485收發器NCA3485/NCA3491、CAN收發器NCA1042/NCA1051、以及雙路低邊驅動器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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