【ZiDongHua之新品發(fā)布臺：納芯微 、隔離電源、 3CH、 數(shù)字隔離器、 NIRSP31、 CAN/RS485收發(fā)器】納芯微NIRSP31采用業(yè)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(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。

 

 

性能與成本兼?zhèn)?，一芯簡化隔離電源設計

——納芯微集成隔離電源3CH數(shù)字隔離器NIRSP31

 

 

工業(yè)系統(tǒng)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(tǒng)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(shù)字隔離方案，將有效助力開發(fā)者簡化工業(yè)系統(tǒng)設計。

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(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(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。

 

隔離電源模塊+3CH光耦+CAN/RS485收發(fā)器

NIRSP31+CAN/RS485收發(fā)器

方案布局

 

 

平均布板面積

1600mm2

480mm2

輸入電壓范圍

4.5~5.5V

4.5~5.5V(NIRSP31)

3.0~3.6/4.5~5.5V(NIRSP31V)

輸出電壓范圍

5V

5V/3.3V可選

負載調整率(Typ)

12%

0.4%

工作溫度

-40~105℃

-40~125℃

輸出功率@25℃

1W

400mW

輸出功率@105℃

0W

400mW

使能功能

N

Y

原副邊寄生電容(Typ)

20pF

2.6pF

CMTI(min)

NA

50(kV/us)

絕緣電壓

1500Vdc

3000Vrms

傳輸速率

取決于所選光耦/隔離器

20Mbps

保護功能

短路保護

短路保護/過溫保護/欠壓保護

*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，總結來說，NIRSP31有如下優(yōu)勢：

l方案面積減少>200%

l方案成本降低>15%

l配置靈活，輸出5V/3.3V可選

l集成閉環(huán)控制電路，負載調整率優(yōu)

l更寬的工作溫度范圍(-40~125℃)，輸出功率溫度降額低

l具有使能(EN)引腳，適用于低靜態(tài)功耗要求應用

l原副邊寄生電容小，抗共模干擾能力強

l3000Vrms一分鐘絕緣耐壓

l集成短路保護/過溫保護/欠壓保護

l全自動化封裝，高可靠性，低失效率

l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

關鍵參數(shù)

l3kVrms的絕緣耐壓

l支持單獨MCU I/O電平VDDL

l供電電壓：

nVDD: 4.5~5.5V NIRSP31

3~3.6V/4.5~5.5V NIRSP31V

nVDDL: 1.8~3.6V/4.5~5.5V

l輸出：

n80mA @5V->5V/3.3V

n60mA @3.3V->3.3V

l欠壓保護、短路保護和過溫保護

l數(shù)據(jù)速率：20Mbps

l傳輸延時：<75ns

lCMTI：±50kV/us

l工作溫度：-40~125℃

l封裝：LGA-18(4.00mm × 5.00mm)

應用場景

l兩輪車BMS

l通信備電BMS

l戶用BMS

l工業(yè)電表

l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(xù)性，保證系統(tǒng)的正常運行。

 

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、以及雙路低邊驅動器NSD1025。

NIRSP31 Demo板

隔離RS485通信Demo板

隔離CAN通信Demo板

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。