纳芯微:数字隔离器选型,从读懂Datasheet开始

发布时间:2023-10-31 13:07
作者:AMEYA360
来源:纳芯微
阅读量:1466

  相比光耦,数字隔离器如今越来越流行,那么你真的会选数字隔离器吗?由于数字隔离器和光耦的功能基本相同,因此很多参数和光耦类似。但还有很多不一样之处,今天我们就结合Datasheet,来讲一讲数字隔离器的选型。

  从看Datasheet到提出问题

  既然谈到选型,就离不开Datasheet。Datasheet是芯片的说明书,每个产品的说明书都是循序渐进的,从概述到详细参数再到注意事项,Datasheet亦如此,它也有着固有格式,包括产品介绍、关键参数、通过的安规认证(隔离器关系到安全问题必须要有这项)、应用领域、器件基本信息(封装、尺寸)以及产品框图。

  那么,我们也应该循序渐进地逐步确定需求并缩小选型范围。

  拿到Datasheet第一步,就是先看第一页概述,这是对产品的总结,一般包括了参数和介绍等,让我们在短时间内得以迅速了解芯片的性能指标。选型和原型验证往往是系统设计时最花时间的,因此详细阅读并了解非常有助于我们前期筛选。

  然后,从应用角度出发,清晰了解应用具体需求及演进路线,一般Datasheet中都会具体列出适合的应用,比如汽车、光伏、电机、工业自动化等等。

  通过上述介绍,我们已经基本了解产品大致情况,对于应用而言,还需要有一些更为详细的参考,这就是我们接下来要聊的,数字隔离器都要看哪些参数?

  细数藏在参数里的门道

  对于数字隔离器来说,哪些参数值得关注?为了避免纸上谈兵,我们请教了纳芯微产品线总监叶健,深耕隔离器领域多年的他,完整见证了从光耦到数字隔离器的替代过程,提供了很多知识总结。他以纳芯微的NSI82xx-Q1SWWR系列高可靠性多通道超宽体数字隔离器为例,具体解读了数字隔离器的Datasheet。

  虽然Datasheet上存在隔离电压、CMTI、封装、速度、功耗、ESD等大量参数,让人眼花缭乱,但叶健也总结了应当重点观察的参数项。叶健结合纳芯微的产品列出了以下七个主要参数,不分先后。

纳芯微:数字隔离器选型,从读懂Datasheet开始

  首先是隔离电压。隔离产品是一个安规器件,因此一定是围绕着安全进行选型,其中最主要的就是隔离电压的能力。比如纳芯微通过基本隔离、增强隔离等多种产品,覆盖了不同耐压范围,以满足客户不同的系统需求选型。

  其二是ESD。它是隔离芯片高可靠性的重要保证,对绝大多数芯片而言,ESD都是必须的,但也分强弱,而隔离芯片由于所处高压环境中,在系统中通常是处于高低压的接口处,因此ESD同样极为重要。纳芯微实现了8kV的HBM耐压能力,属于芯片级HBM ESD中最高等级。

  第三是CMTI。它是隔离产品另外一个重要指标,用以衡量芯片的抗瞬态干扰能力,也就是芯片在系统应用中的鲁棒性表现。CMTI具体是是指短时间电压上升或下降到可以破坏驱动器输出状态的值,瞬态干扰是由开关节点上的高 DV/DT 引起的,如果CMTI能力不够,可能会导致输出错误,甚至出现电路短路,影响系统安全。纳芯微隔离器的CMTI主要为±200kV/μs,部分型号甚至可达到±250kV/μs。

  第四是封装。这里的封装不止体现在尺寸上,而是与耐压或安规爬电间距等指标相关,也会根据客户的要求或系统要求提供不同芯片选型,但最终目标一定会是在更小尺寸、更高集成度情况下,同时能够满足安规要求。比如纳芯微就提供了包括SOP、SOW、SOWW等不同封装种类,满足不同安规要求,这点之后会细说。

  五是传输速率和延迟。它是数字隔离器高性能的体现,最高可以支持数百Mbps甚至达到Gbps的传输速率。不同通信标准和接口对于数据传输率要求不同,需要仔细审阅。但叶健也强调,无论是1Mbps还是150Mbps,对成本影响并不大,也正因此纳芯微的产品并没有根据传输速率设置更多的产品类别,而是基本都是一步到位做到了150Mbps,可以满足绝大部分应用需求。另外除了传输速率,在Datasheet中也会有时序相关的各类详细参数,这也是系统设计时需要考虑的。

  六是功耗。不过叶健表示,数字隔离器相对光耦而言,功耗已经实现极大降低,因此对于功耗的诉求相对不大,但Datasheet中还是会详细列出各种状况下的功耗指标。

  七是工作温度。工作温度与应用场景强相关,比如车规产品分了Grade 0到Grade 3四个等级,对应不同的温度要求,Grade 0需要覆盖的温度范围是-40℃~150℃,工规则根据不同的应用场景对温度有不同的要求,通常最高要求是-40℃~125℃等,这些都在Datasheet中有详细说明。

  封装的学问

  叶健强调,仅对隔离器而言,封装的影响很大,主要原因是封装的大小直接影响器件的耐压能力,因此这也是需要特别注意的地方。谁都愿意将产品小型化,但更高规格的隔离电压需要更宽的封装。也正因此,纳芯微推出包括普通、宽体以及超宽体的封装,超宽体封装的优势主要体现在两个指标上,一个是15mm爬电距离,另一个是8 kVrms的隔离耐压,增强型隔离器可以提供与两个串联的基本隔离器相当的绝缘水平,这可以满足一些特殊的应用需求,比如光伏逆变器等等。

纳芯微:数字隔离器选型,从读懂Datasheet开始

  纳芯微不同种封装方式及详细指标都在Datasheet中列出

  简而言之,更大封装将允许更高的隔离电压规格。如果您可以选择更小的封装来满足系统的监管要求,那么更小的封装当然有助于节省板空间和成本。此外,您还需要考虑通信接口需要多少个隔离通道,因为通道数越高,封装类型就越重要。

  电气间隙(Clearance)和爬电距离(Creepage)是两个不同指标,电气间隙是两个导电零部件之间或导电零部件与设备界面之间测得的最短空间距离,爬电距离则是指沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间或导电零部件与设备界面之间的最短距离。

  电气间隙和爬电距离受环境污染等级、海拔、CTI等影响,尤其是光伏、风电等野外恶劣环境下持续工作场景中,海拔和污染的影响很高。如何尽可能满足电气间隙和爬电距离的要求同时还能减少整体尺寸?纳芯微产品的CTI达到了600V,可以使得系统对爬电距离的要求降到最低,从而减少系统尺寸。

  安全标准至关重要

  光是满足参数标准,并不意味着选型结束,隔离器还要关注安全认证指标,作为安全相关产品,认证往往都会放在最醒目位置,比如纳芯微Datasheet第一页中就给出了其满足的安规认证标准,包括UL1577、CQC、CSA、VDE等不同认证体系。认证标准之所以重要,是因为制造商在选择带有认证标志的产品后,就可以很容易拿到系统的安规证书,使得产品放心地在全球范围内的使用和销售。

  UL1577标准是数字隔离器的关键元件级认证要求,适用于光隔离器、磁隔离器以及电容隔离器。为通过该标准的认证,器件必须承受隔离电压Viso(由制造商规定,通常为2.5kVrms或5kVrms)达1分钟。该规范还规定隔离器需要采用120%隔离电压进行100%生产测试,持续时间为1秒钟。

  另外,数字隔离器还需要参考CQC、CSA、VDE等地区性认证标准。

  安规认证背后,是严格的测试流程。需要经过包括老化测试,耐高压测试,抽样测试,宽温测试,寿命测试等各类测试,尤其是寿命测试,甚至需要半年以上才算一次完整的测试周期。

  通过机构认证并不意味结束,在产品量产时,还需要对每颗芯片进行测试。比如,纳芯微的每颗隔离器在出厂时都通过了高压测试,并且每季度还要进行批次性抽样测试。以完整的测试流程确保了隔离器件的安全可靠。

  写在最后

  Datasheet后半部分基本就是芯片的具体引脚布局图,特性指标,细节介绍,详细实测结果,应用指南,封装尺寸图,认证指南等等,为工程师在不同阶段的系统设计提供参考。

  由于隔离器件并不属于主芯片,因此使用过程中需要特别注意的事项不多,如果是主处理器等产品,Datasheet可能会有数百页之多。但隔离牵扯到至关重要的安全,因此还是需要工程师仔细完整的阅读所有相关信息。

  从分析纳芯微的Datasheet中,我们不光了解到数字隔离器的关键参数在选型中的作用,也包括安全标准介绍等基础知识,更是明显看到纳芯微乃至国产器件的进步,这一方面来自纳芯微对于研发的不断投入,也得益于其一直凭借贴近应用、贴近市场的方法论进行产品开发。

  总而言之,想要用好一款产品或技术,首先需要的是了解他,而了解的最好方式就是阅读Datasheet。

(备注:文章来源于网络,信息仅供参考,不代表本网站观点,如有侵权请联系删除!)

在线留言询价

相关阅读
纳芯微参与车身域控制器测试方法团体标准审定,助力汽车电子行业技术创新
  近期,根据《团体标准管理规定》的相关要求,深圳自动化学会组织召开了《车身域控制器场效应管负载能力试验方法(送审稿)》、《车身域控制器通用功率驱动装置测试规程(送审稿)》两项团体标准审定会。比亚迪汽车工业有限公司、苏州纳芯微电子股份有限公司(以下简称“纳芯微”)等12家起草单位共23位代表参加审定会议,审查组一致同意两项团体标准通过审定。  在现代汽车制造领域,随着智能化和电气化技术的不断进步,汽车内部的功能系统变得越来越复杂,因此引入了域控制(Domain)架构,将汽车功能划分为动力域、底盘域、车身域、座舱域和自动驾驶域,各由专门的域控制器(Domain Controller)管理。然而,这种划分导致车身布线复杂,随着汽车电子部件数量增加,往往由于缺乏统一标准而导致兼容性问题,对系统可靠性带来了不少挑战。  为解决这些问题,推动国产汽车行业发展,制定相关控制系统标准尤为重要。11月5日,纳芯微作为起草单位之一,参与了由深圳自动化学会组织的《车身域控制器场效应管负载能力试验方法(送审稿)》和《车身域控制器通用功率驱动装置测试规程(送审稿)》两项团体标准的审定会议。此次会议严格遵循《团体标准管理规定》的相关要求,旨在推动汽车行业的技术标准化与创新发展。  本次团体标准审定会汇聚了来自学术界与产业界的权威专家,包括深圳市鹏城技师学院先进制造学院原院长、高级工程师李云峰,哈尔滨工业大学(深圳)机电工程与自动化学院执行院长楼云江教授,澳门科技大学工程科学系主任、澳门系统工程研究所伍乃骐教授(IEEE Fellow)等多位知名学者与行业领袖。会议由李云峰担任专家审查组组长,深圳自动化学会秘书长贺艳萍主持。  纳芯微参与了此次线上与线下结合的审定会议。《车身域控制器场效应管负载能力试验方法》旨在通过科学有效的测试方法,确保车身域控制器中的场效应管能够稳定承受实际工作负载,提升汽车控制系统的可靠性。《车身域控制器通用功率驱动装置测试规程》则致力于规范功率驱动装置的设计与性能评估,推动产品质量提升及技术创新。  专家组认为:经过对两项团体标准的逐条讨论与细致审查,起草单位提交的标准文档资料齐全,编制过程规范,技术定位准确,框架合理,内容完整且具有可操作性。审查组一致同意两项团体标准通过审定,并建议起草单位根据审定意见进行进一步修改完善,以尽快形成标准报批稿上报并发布实施。  作为汽车芯片标准体系建设研究工作单位之一,纳芯微也积极参与《汽车芯片环境及可靠性通用规范》、《电动汽车用功率驱动芯片技术要求及试验方法》、《汽车LIN收发器芯片技术要求及试验方法》等多项国家标准、行业标准的起草和修订,与行业伙伴共同推动汽车电子等行业的质量提升和技术创新。纳芯微致力于成为汽车产业首选的供应链合作伙伴,以系统级理解、整体解决方案、多年车规芯片量产经验和稳定的质量表现,助力汽车客户提升差异化竞争力,共赢市场机遇,共赴绿色可持续的电动化未来。
2024-11-21 13:44 阅读量:149
纳芯微联合芯弦推出NS800RT系列实时控制MCU
  纳芯微今日宣布联合芯弦半导体(ChipSine),推出NS800RT系列实时控制MCU。该系列MCU凭借更加高效、功能更强大的实时控制能力和丰富的外设,使工程师能够在光伏/储能逆变器、不间断电源、工业自动化、协作机器人、新能源汽车大/小三电、空调压缩机等系统中,实现皮秒(万亿分之一秒)级别的PWM控制,从而显著提升系统运行精度和效率。  NS800RT系列实时控制MCU的首发型号包括NS800RT5039,NS800RT5049和NS800RT3025,分别采用单颗主频为260MHz和200MHz的Arm Cortex-M7内核,支持分支预测、DSP指令集和FPU。NS800RT系列还配备了256KB SRAM,32KB高速缓存(I-Cache, D-Cache)和最高256KB的超大紧耦合内存(ITCM, DTCM),通过更快的读写速度,显著提升了内核综合处理性能。该系列器件符合车规AEC-Q100认证标准,支持汽车ISO26262 ASIL B与工业IEC61508 SIL2等级的功能安全,并且内设AES-128/256和TRNG算法,进一步提升了信息安全。  集成数学加速核,显著提升DSP性能  除了搭载Arm Cortex-M7内核外,NS800RT系列的一大亮点是额外集成了一个支持浮点运算的硬件数学加速核(eMath),相比通用Arm Cortex-M7的数学运算能力,在三角函数、开方、指数、对数、傅里叶变换(FFT)、矩阵运算、FIR滤波等数字信号处理运算中有大幅算力提升。  丰富的外设支持,实现超高精度PWM控制  NS800RT系列实时控制MCU集成了丰富的外设,包括16对互补/32路独立PWM输出,其中高精度HRPWM有16路;3个12位ADC,采样速率高达5MSPS,INL和DNL低至±1.5LSB,支持高达34个采样通道;2个12位DAC,采样速率1MSPS,INL低至±1.5LSB;7对(14个)高速模拟比较器CMPSS,带DAC与斜波发生器;3路放大倍数可编程的差分输入运放(PGA);8个Sigma-Delta滤波器模块(SDFM)输入通道;以及两个全温度范围内精度可达±1%的高精度时钟。  在一系列高精度外设的加持下,NS800RT系列可实现100皮秒的高精度PWM控制,从而支持各种对高效率、高细分、高控制精度应用的需求,更加适配基于SiC和GaN功率器件打造的数字电源和电机控制系统。  完善的技术资源,加速用户上手和开发  纳芯微和芯弦联合推出了一系列技术资源和开发套件,以帮助用户快速上手并进行系统开发,包括全面的SDK开发套件;支持KEIL,IAR,GCC/Eclipse的IDE工具链;系统评估板等各种软硬件支持。相关技术资料可联系邮箱sales@novosns.com获取。  NS800RT系列实时控制MCU选型  NS800RT系列实时控制MCU首发型号NS800RT5039,NS800RT5049和NS800RT3025分别提供工规和满足AEC-Q100 Grade 1认证的车规版本,具体选型如下。
2024-11-21 11:57 阅读量:266
纳芯微CAN收发器NCA1044-Q1全面通过IBEE/FTZ-Zwickau EMC认证
  近日,纳芯微宣布其新推出的汽车级CAN收发器芯片NCA1044-Q1获得欧洲权威测试机构IBEE/FTZ-Zwickau出具的EMC认证测试报告。  NCA1044-Q1成功通过所有测试项,成为国内首颗全面通过IBEE/FTZ-Zwickau EMC测试的CAN收发器芯片。纳芯微现可提供相关测试报告,支持汽车制造商简化系统认证流程,加速产品上市。  CAN收发器芯片常用于汽车中的CAN总线网络,通常用于控制,诊断等关键功能,如三电、制动、转向、安全气囊等。这种环境中存在多种电磁干扰源,如电动车三电系统、发动机、变频器、无线通信设备等。这些干扰会对数据传输产生不良影响,从而导致信号传输错误或系统故障,甚至有可能影响整个系统的安全性。  此外,由于汽车系统中CAN总线布线长,CAN收发器的噪声容易以CAN总线作为天线对外产生辐射,从而导致模块或整机对外辐射发射(Radiated Emission)和传导发射(Conducted Emission)性能超出整车要求,因此,具备良好EMC(Electromagnetic Compatibility,电磁兼容性)性能的CAN收发器芯片是实现系统可靠性的重要保障。  全面通过IBEE/FTZ-Zwickau认证  鉴于CAN收发器芯片的EMC性能对汽车行驶安全的关键作用,各地区制定了严格的汽车电子电磁兼容性标准和认证流程,并要求汽车制造商遵循。例如,美国汽车工程师协会(SAE)的J2962标准和欧洲的IBEE/FTZ-Zwickau认证都对汽车电子的EMC性能提出了明确要求。  其中,IBEE/FTZ-Zwickau认证根据IEC62228-3标准进行,IEC62228-3相较于SAE J2962标准,排除了系统外围电路的影响,更聚焦CAN收发器本身的EMC特性,且要求等级更高,在除欧洲以外的车企中也得到了广泛参考应用。  IBEE/FTZ-Zwickau认证包括:发射射频干扰(Emission RF Disturbances), 抗射频干扰(Immunity RF Disturbances),瞬变免疫力(Immunity Transients)和抗静电(Immunity ESD)共四项测试,纳芯微NCA1044-Q1全部通过。  业界领先的抗干扰特性  NCA1044-Q1通过巧妙的电路设计,解决了其输出电路受到异常高压干扰,导致输出信号出现误码的问题,从而提高了EMC性能,可帮助客户显著降低EMC设计难度,简化外围器件并降低成本。  此外,NCA1044-Q1还具备行业领先的抗干扰特性。根据IEC62228-3标准,当外部不同频段的射频噪声耦合到CAN总线时,可通过的功率越高,说明CAN收发器的抗干扰能力越强,在系统中出现误码的风险也就越低。  纳芯微NCA1044-Q1即使在总线不需要共模电感滤波的情况下,仍可以通过标准要求的最高功率(如图-1和表-2,应用层面一般不做要求,但纳芯微NCA1044-Q1依旧通过该项测试),可帮助用户减少系统外围电路,降低成本,提升系统鲁棒性。  封装和选型  NCA1044-Q1现已量产,提供SOP8和DFN8两种封装。NCA1044-Q1满足AEC-Q100,Grade 1要求,支持-40°C~125°C的宽工作温度范围,提供过温保护;NCA1044-Q1支持TXD显性超时保护,待机模式下支持远程唤醒。
2024-11-20 11:18 阅读量:160
纳芯微推出全新CSP封装MOSFET: NPM12023A
  近日,纳芯微全新推出CSP封装12V共漏极双N沟道MOSFET ——NPM12023A系列产品,优异的短路过流能力与雪崩过压能力、更强的机械压力耐受能力,可以为便携式锂电设备充放电提供全面的保护。  纳芯微全新CSP封装MOSFET系列产品,采用自有专利芯片结构设计,综合性能优于业内传统Trench VDMOS工艺,拥有超低导通阻抗及高ESD (>2kV) 保护功能等特点。该技术兼顾了产品小型化和高过流要求,同时解决了传统CSP封装芯片机械强度低、雪崩能量小、生产组装加工困难等问题,为客户提供更安全、更可靠的产品,简化客户的设计。  图1:纳芯微CSP封装MOSFET产品优势  便携式锂电设备对于充放电保护的要求:  高强度,小体积  智能手机、平板电脑等便携式锂电设备变得比以前更轻薄,功能更强大,同时对设备的充放电功率要求也越来越高:从最初的3-5W,到现在超过100W的充放电功率,使人们在享受更便捷的生活的同时,提高了充电效率,减少了电量焦虑的困扰。充放电功率的不断提高,对用于锂电池保护的MOSFET的性能提出了更高的挑战:如何在降低内阻的同时,兼顾机械应力及雪崩能量等要求,成为聚焦的重点。  图2:CSP封装MOSFET典型应用场景  技术特点  专有的CSP封装技术  传统CSP封装结构为了降低衬底电阻,采用了芯片厚度减薄的方法,从而降低了该封装结构的机械强度,随之而来的,在生产组装过程中,可能会造成芯片翘曲变形甚者产生裂纹,从而导致应用端不良等问题。  纳芯微全新CSP封装系列产品在设计之初就在产品结构上做了调整,使导通电流平行于芯片表面,缩短电流路径,从而降低导通电阻,也就从根源上解决了CSP封装MOSFET的机械强度问题(耐受机械压力>60N),更高的机械强度,可以帮助芯片在兼顾轻薄化、小型化的基础上,最大程度上降低使用过程中的变形、裂片等问题,保证了产品的可靠性和安全性。  图3:纳芯微CSP封装结构与传统CSP封装结构对比  高抗短路和雪崩的能力  作为锂电池保护电路中的关键器件,CSP封装MOSFET的短路过流能力和雪崩过压能力也是衡量该芯片的重要参数指标。相比市场上其他产品,纳芯微该系列产品具备非常好的抗短路和雪崩的能力:短路电流测试达到280A,雪崩能力测试>30A(225mJ)。  纳芯微CSP封装MOSFET产品选型表
2024-09-27 11:24 阅读量:507
  • 一周热料
  • 紧缺物料秒杀
型号 品牌 询价
CDZVT2R20B ROHM Semiconductor
RB751G-40T2R ROHM Semiconductor
TL431ACLPR Texas Instruments
MC33074DR2G onsemi
BD71847AMWV-E2 ROHM Semiconductor
型号 品牌 抢购
ESR03EZPJ151 ROHM Semiconductor
BU33JA2MNVX-CTL ROHM Semiconductor
BP3621 ROHM Semiconductor
STM32F429IGT6 STMicroelectronics
IPZ40N04S5L4R8ATMA1 Infineon Technologies
TPS63050YFFR Texas Instruments
热门标签
ROHM
Aavid
Averlogic
开发板
SUSUMU
NXP
PCB
传感器
半导体
相关百科
关于我们
AMEYA360微信服务号 AMEYA360微信服务号
AMEYA360商城(www.ameya360.com)上线于2011年,现 有超过3500家优质供应商,收录600万种产品型号数据,100 多万种元器件库存可供选购,产品覆盖MCU+存储器+电源芯 片+IGBT+MOS管+运放+射频蓝牙+传感器+电阻电容电感+ 连接器等多个领域,平台主营业务涵盖电子元器件现货销售、 BOM配单及提供产品配套资料等,为广大客户提供一站式购 销服务。