芯进电子：4通道磁耦<span style='color:red'>数字隔离器</span>CCi88140/1/2系列芯片
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芯进电子：4通道磁耦数字隔离器CCi88140/1/2系列芯片

　　芯进电子宣布推出4通道磁耦数字隔离器CCi88140/1/2系列芯片，不同于国内常见的容隔离技术，CCi8814X完全基于最新一代“青城”高可靠性磁隔离平台设计，全系列按照车规AEC-Q100 grade1设计，是具有高速、高可靠性、高耐压、高抗干扰的四通道通用磁数字隔离器。　　SOP16W 300mil 爬电距离　　不同隔离技术路线对比　　芯进磁隔离技术优势：　　1、安全性高—采用自有知识产权的隔离技术来实现，隔离瞬时耐压VISO可达到20KVrms, 轻度击穿可自行恢复，抗雷击浪涌峰值大于20KVpk。　　2、质量标准高—采用芯进成熟的grade1车规design rule，针对汽车温度，湿度，雨水，振动，耐老化，电压波动，电压冲击等恶劣环境下，按照15年/20万公里，3年连续工作故障率<1ppm来保证设计。　　3、抗电磁干扰能力强—芯进磁隔离技术相比于容隔离接收端的载波信号幅度可提高10倍，本身磁场较强，不易受外界电磁场干扰，目前试验表明，距离为1cm时，可抵抗1kA时瞬时电流产生的电磁场，可轻松通过对讲机干扰和电磁干扰测试;　　应用场景　　光伏储能：逆变器　　工业自动化：电机控制　　汽车：牵引逆变器, BMS充电站　　通信：SPI, 485, CAN, LIN信号隔离、隔离数字信号传输　　典型应用图　　有多种不同通道方向和默认输出态的型号可选　　SOP16W 封装　　产品优势　　CCi8814X系列数字隔离器完全按照车规标准AEC-Q100设计，核心指标均处于国际领先水平，极大的保证了工业、新能源和车规级用户的可靠性和安全性。　　1、高共模瞬态抑制能力，载波信号幅度可提高10倍，可用于传统容隔无法适用的复杂车规环境　　5V典型条件　　静态CMTI 上升沿pass 300V/ns　　静态CMTI 下降沿pass 300V/ns　　动态CMTI 上升沿pass 300V/ns　　动态CMTI 下降沿pass 300V/ns　　隔离器件对地寄生小，载波信号幅度强CMTI可达到300V/ns　　2、高可靠性，远超增强型隔离标准，国际领先　　·VIOWM ≥ 1500VRMS　　·隔离等级高达 5700VRMS;　　·浪涌能力高达 20kV;AC BV ≥ 20kV　　·在整个隔离栅具有±8kV IEC 61000-4-2 接触放电保护　　3、高传输数据率：0-100Mbps，传输信号质量高，眼图jitter小　　4、超强抗电磁干扰能力，可轻松通过对讲机干扰测试　　测试条件：“干扰源：对讲机GYQ-7100，　　发射信号F=400MHz，Pmax=8W　　5、优秀的ESD防护性能　　6、高性价比：成熟的生产工艺，严格的质量标准，信号传输能力强，高抗干扰能力　　7、多项国家发明专利。　　8、国产供应链，保证产能和时效性
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发布时间：2024-08-05 14:10 阅读量：447 继续阅读>>
纳芯微<span style='color:red'>数字隔离器</span>和“隔离+”系列，为安全可靠的工控系统而来
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纳芯微数字隔离器和“隔离+”系列，为安全可靠的工控系统而来

　　工业控制是现代工业不可或缺的重要部分，涉及自动化、智能化、数字化等多个方面。随着全球经济发展和科技进步，工业控制市场也在不断扩大。市场调研机构预计，2023年全球规模超过8000亿元，预计到2029年将超过万亿元，未来六年CAGR约为3%。　　作为布局“全信号链”产品线的领先模拟及混合信号公司，纳芯微的数字隔离器和“隔离+”系列产品(隔离采样、隔离接口、隔离电源)已经过市场的充分检验和客户验证，完善的解决方案已广泛应用于工业变送器、变频器、PLC、伺服等工控应用。　　工业控制的关键需求　　工业控制领域对技术设备和系统的要求日益严格，特别是在可靠性及稳定性、小型化和智能化方面。　　在可靠性及稳定性方面，工业控制设备需要能够长时间稳定运行，具备高度容错能力，能够适应各种振动、冲击、温度变化等恶劣环境条件。为了提高可靠性和稳定性，需要优化系统设计，采用高品质的元器件和材料，采取行之有效的散热和防护措施。纳芯微的产品具有很高的可靠性和稳定性，针对中大功率系统的带保护功能的产品可以更好地满足系统高可靠性要求。　　在小型化方面，设备不仅要占用空间小，便于安装和维护，还需要降低生产成本和能源消耗。为了实现小型化，可以采用先进的制造工艺和材料以及集成化、模块化的设计方法;还可以通过优化电路设计和软件算法来减少设备的体积和重量。纳芯微提供有针对性的小型化解决方案，例如，将多路隔离通道集成在一颗芯片中，以及将隔离电源、数字隔离器、接口高度集成的三合一产品。　　在智能化方面，工控系统对芯片提出了更高的要求，需要模拟芯片的采样精度更高，速度更快，能够实现更快的控制。另外，智能化升级对高速数据传输的需求更高，对高速接口的需求明显增加。纳芯微针对行业多种场景，包括工业仪表、DCS、PLC、变速器、变频器、伺服机器人等提供非常完善的模拟芯片解决方案。　　全面布局的隔离器及“隔离+”产品　　纳芯微是隔离产品市场的领头羊，市场份额在国内名列前茅。在光耦、磁耦和容耦技术路线中，纳芯微选择了容耦，主要是利用其二氧化硅隔离层的成本优势和传输速度比较快的特点实现快速高频调制，同时保证较高的集成度和较宽的温度范围。　　纳芯微电子隔离技术简介　　在可靠性参数方面，纳芯微基于容耦的隔离产品隔离的耐压能力在12kVrms以上;CMTI(共模瞬态抗扰度)高达200kV/μs，适用于母线电压很高、开关频率也很高SiC MOSFET;纳芯微的隔离产品具有很高的EMC浪涌冲击抗扰度和双边ESD性能，其延迟为纳秒级，工作温度范围较宽，可满足绝大多数工控场景要求。在隔离层寿命方面，纳芯微隔离产品的TDDB(经时介电层击穿)预测大于40年。基于上述特点，纳芯微的容隔产品更有助于从技术层面加强工控系统的高可靠性和高安全性。　　差异化的隔离产品布局　　借助隔离方面的专利技术和领先优势，以及对客户系统的深刻理解，纳芯微正积极布局差异化的隔离产品，在各类细分领域中为客户的系统创新赋能。例如在光伏行业等高电压工作场景中，由于安规要求非常严格，需要超宽体封装的数字隔离器。纳芯微推出的超宽体封装数字隔离器NSI82xx系列可以在提供15mm长爬电距离的同时实现优异的EMC性能，非常适用于对爬电距离有较高要求的高压系统，可兼容替代其他一些厂商的高精度、高速、双向数字隔离器。　　隔离数字输入概览　　在一些PLC等小型化的场景中，纳芯微推出了基于电容隔离技术的数字输入隔离器NSI860x，包括四通道的NSI8604和八通道的NSI8608，具有高集成度和高稳定性的特点。它将数字输入/输出融为一体，可接收-60V至60V数字输入信号;兼容光耦的电流输入形式，不需要现场侧电源供电，并可提供隔离的数字输出。　　此外，针对现在许多系统中仍在使用很多小光耦的情况，纳芯微提供的NSI721x/722x系列隔离器可以对高速光耦进行快速原位替代，这些器件具有CMTI大于100kV/μs、绝缘材料CTI水平大于600V、温度范围更宽的优势，能够优化成本、可靠性和速率，提升系统整体性能。其封装包括SO-5、SOWW8、SOP8等常见封装类型，支持4mm、8mm、15mm爬电距离。　　“隔离+”系列产品　　纳芯微在致力于为客户提供卓越性能的隔离产品的同时，还不断拓宽产品线，推出了丰富多样的“隔离+”系列产品，以满足不同工业应用场景下的多元化需求。　　这些“隔离+”系列产品不仅继承了纳芯微隔离产品的核心优势，如高可靠性、高稳定性等，还在此基础上融入了更多创新功能和特性。通过精心设计和优化，成功地将信号调理、转换、放大等功能与隔离技术相结合，从而为客户提供更加全面、高效的解决方案。　　纳芯微隔离与接口产品概况　　集成电源和接口的隔离产品　　通常，系统中的隔离器需要单独配置一个供电电源，这导致了成本和PCB面积方面的问题。纳芯微的三合一(隔离电源+数字隔离器+RS485/CAN)芯片NSIP83086和NSIP1042可以完美解决以上问题，帮助客户实现系统小型化。和分立方案相比，最多可以减少70%的布板尺寸。NSIP83086支持全双工16Mbps通信速率和8mm爬电距离，能够满足工业自动化系统、隔离RS485通信等应用的系统小型化需求。　　隔离采样　　在隔离采样方面，纳芯微提供用于过流、过压、过温保护的隔离式比较器NSI22C1x系列，在提升系统可靠性的同时支持更高功率密度的系统设计，简化外围电路，相比传统分立方案可将系统保护电路尺寸缩小60%。　　该系列产品旨在帮助客户提高系统可靠性，应对传统工业电机驱动的短路故障，包括上下桥臂误导通、相间短路故障和接地短路故障。传统的保护方案成本较高，如栅极驱动DESAT保护;而DC-过流保护方案简单，但无法检测接地短路故障;DC+过流保护母线电压很高，对隔离和共模抗扰的要求很高，难以选择合适的芯片。使用纳芯微的NSI22C1x系列隔离式比较器，就可以利用低延时、高集成度、高精度、高CMTI的特性规避上述方案的弊端。　　该系列包括用于过压、过温保护的隔离式单端比较器NSI22C11，以及用于过流保护的隔离式窗口比较器NSI22C12，可以提升系统可靠性的前提下，支持更高功率密度的系统设计，同时简化外围电路;相比传统分立方案，可将系统保护电路尺寸缩小60%。这些产品广泛用于工业电机驱动、光伏逆变器、不间断电源、车载充电机等的过压、过温和过流保护。　　NSI1312x系列是低成本、高性能兼备的隔离式电压采样放大器，支持正负电压输入和高阻抗输入、差分或单端模拟输出，线性输入电压范围为±1.2V。其中NSI1312S支持单端输出，不用差分入、差分出，加一颗运放，即可将差分转单端接到MCU上，省下一颗物料。NSI1312x系列的低失调和增益漂移可确保整个温度范围内的精度，低成本封装可满足客户的爬电需求，广泛应用于汽车、工业、大功率电源中的交流和直流电压检测。　　基于系统打造丰富的产品　　针对工业控制应用，除了上面提到的隔离和接口产品，纳芯微还提供传感器、隔离式栅极驱动、电压基准、通用运放、高低边开关等等一系列产品，广泛用于现场仪表、PLC、DCS、工业电机驱动、工业机器人等应用。　　纳芯微工业控制解决方案总览　　在工业控制领域，全面且深入的系统理解是取得成功的基石。纳芯微不断深入研究各类工业控制系统的架构、工作原理和应用场景，努力把握其内在规律和用户的核心需求;凭借丰富的产品布局为客户提供多样化、高性能的解决方案，满足其不同场景的实际需求。　　作为本土企业，纳芯微具备灵活响应和本地化支持的优势，能够快速捕捉市场动态和客户需求变化，及时调整策略，并为客户提供定制化服务。纳芯微的专业技术支持团队能够为客户提供及时、有效的技术支持和解决方案，确保其系统的稳定运行和持续优化。　　纳芯微坚信，协同创新是推动工业控制领域发展的关键动力。纳芯微愿与客户携手共进，共同面对系统设计的挑战，通过深度合作和创新思维，不断突破技术瓶颈，实现系统的优化和升级，共享市场机遇，实现共赢发展。
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发布时间：2024-06-12 13:24 阅读量：544 继续阅读>>
英飞凌宣布推出 ISOFACE™ 四通道<span style='color:red'>数字隔离器</span>
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英飞凌宣布推出 ISOFACE™ 四通道数字隔离器

　　汽车和工业应用中的现代电子系统需要具备强大、高效且精准的数据通信能力，以确保最佳性能。为满足这些需求，英飞凌科技股份公司宣布推出 ISOFACE™ 四通道数字隔离器，进一步扩大其广泛的隔离技术和产品组合。　　ISOFACE 四通道数字隔离器分为两类：获得AEC-Q100认证的 ISOFACETM 4DIRx4xxHA 系列产品专门用于车载充电器(OBC)、电池管理系统(BMS)、逆变器、电机控制等汽车应用;符合JEDEC标准的ISOFACE 4DIRx4xxH 系列产品则专门用于可再生能源、服务器、电信、工业开关模式电源(SMPS)、工业自动化、隔离串行外设接口(SPI)等工业应用。这些产品均采用300 mil PG-DSO-16宽体封装，且有四个数据通道，可提供更强大的隔离能力，确保在苛刻的环境中也能进行可靠的数据通信。　　ISOFACE 四通道数字隔离器的工作电源电压范围为2.7 至 6.5 V。虽然有如此宽的电源电压范围，这些数字隔离器仍然十分省电，在 3.3 V 电源电压和15 pF 负载电容下以高达1 Mbps 的速度运行时，每个通道的最大电流消耗仅为1.6 mA。此外，英飞凌稳健的无芯变压器(CT)技术还能提供很强的系统抗噪能力(共模瞬态抗扰度至少为100 kV/µs)，并且能够承受高达 5700 Vrms 的隔离电压。　　ISOFACE 数字隔离器坚固耐用，特别适合在极端温度条件等具有挑战性的棘手环境中工作。其中，面向汽车应用的隔离器能够在 I 级环境温度条件下有效工作，可承受低至-40°C和高至+125°C 的温度，充分体现出它们的耐用性。这些隔离器能够应对各种环境挑战，如电压瞬变、电磁干扰(EMI)、静电放电(ESD)、电气干扰等，确保了性能的稳定、可靠。由于传播延迟低、通道间失配极小，因此它们具有精确的定时性能，可降低损坏风险并保证数据的完整性。此外，其引脚之间相互兼容，增加了电源的稳定性，进而提高了整个系统的可靠性。　　这些隔离器善于在宽电源电压范围内最大限度地降低信号噪声，其精确的定时性能和兼容性有助于实现高功率密度的设计。半导体元器件级和系统级认证简化了安全认证过程并加快了产品上市速度，使得 ISOFACE 数字隔离器成为稳健、高效电子系统的理想选择。
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发布时间：2023-12-12 11:22 阅读量：1611 继续阅读>>
纳芯微：<span style='color:red'>数字隔离器</span>选型，从读懂Datasheet开始
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纳芯微：数字隔离器选型，从读懂Datasheet开始

　　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。　　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。
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发布时间：2023-10-31 13:07 阅读量：1377 继续阅读>>
纳芯微高可靠性四通道<span style='color:red'>数字隔离器</span>NSi824x
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纳芯微高可靠性四通道数字隔离器NSi824x

　　NSi824x是高可靠性的四通道数字隔离器。此系列产品已通过UL1577安全认证，支持多种绝缘耐压（3kVrms, 3.75kVrms, 5kVrms, 8kVrms），同时具有低功耗，高电磁抗扰度和低辐射的特性。产品的数据速率高达150Mbps，共模瞬变抗扰度（CMTI）高达200kV/us。在输入缺失时默认输出电平配置，且提供数字通道方向配置。 此系列器件的宽电源电压范围支持其与大多数数字接口直接连接，易于进行电平转换。优异的系统级别EMC性能提高了使用的可靠性和稳定性。　　产品特性　　隔离耐压3000Vrms, 3750Vrms, 5000Vrms, 8000Vrms　　VDE增强型隔离认证　　数据速率DC至150Mbps　　高CMTI:200kV/μs　　芯片级ESD:  HBM: ±8kV　　增强的系统级ESD 、EFT、抗浪涌能力　　隔离栅寿命：>60年　　低传播延迟典型值<15ns　　低功耗: 1.5mA/ch (1 Mbps)　　工作温度：-55~125℃　　符合RoHS的封装：SOP16, SSOP16, SOW16, SOWW16　　安全认证　　UL1577认证: 1分钟 3kVrms/3.75kVrms/5kVrms/8kVrms　　CQC认证：符合GB4943.1-2011　　CSA认证：组件符合5A　　VDE认证：DIN V VDE V 0884-11:2017-1　　应用场景　　工业自动化系统　　隔离SPI, RS232, RS485　　通用多通道隔离　　电机控制
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发布时间：2023-10-25 10:48 阅读量：1996 继续阅读>>
纳芯微：超宽体封装<span style='color:red'>数字隔离器</span>让高压应用更高效可靠
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纳芯微：超宽体封装数字隔离器让高压应用更高效可靠

　　近年来，在光伏、充电桩、新能源汽车、储能等新兴需求以及工控、电源、电力等传统应用有增无减的需求推动下，高压数字控制应用的隔离需求日益增长，高效率和高可靠性数字隔离器进入了需求旺盛期。　　在高压系统中，必须通过隔离手段构建可靠的隔离栅，将敏感的电子元器件与快速瞬变的高压组件进行电气隔离，以保证电源安全性、更好的系统性能和更高的可靠性。这需要考虑很多因素，包括隔离额定值、爬电距离和电气间隙、共模瞬态抗扰度(CMTI)和电磁干扰(EMI)。　　碳化硅(SiC)等宽禁带(WBD)器件和驱动产品在推进功率密度不断提升的同时，也对隔离提出了更高的要求。现在，数字隔离器已成为助力高压应用发挥巨大潜力的半导体器件之一，广泛应用于光伏、新能源车、工业自动化系统、隔离SPI、RS232、RS485、通用多通道隔离和电机控制等。　　高压隔离遇到诸多挑战　　随着工业和汽车领域对高可靠性、更长使用寿命和更高信号完整性的需求不断增长，给高压应用带来了一系列挑战：　　高压功率转换必须在最大限度降低系统功率损耗的同时提高效率;高压隔离设计需要有坚固的隔离屏障来保证系统安全;而在恶劣的工作条件下，需要解决高压传感难以准确测量温度、电流和电压的问题。　　另外，宽禁带功率器件的使用也使高压系统的低延迟实时控制变得至关重要。为此，随着电气化进程的不断推进，以及高压电源系统复杂性的日益提升，设计人员需要在确保正确隔离级别和系统安全的同时，提高产品的性能和使用寿命。　　所谓数字隔离器是一种在电气隔离状态下实现信号传输的器件，具有高工作电压、低辐射、低功耗和高效率的特点，广泛应用于工业控制、电力能源、通信网络、仪器仪表、消费电子等各种电子系统设备中。　　目前市场上有三种主流隔离方案：光耦隔离、电容隔离和磁耦隔离。　　光耦是最早出现的隔离方式，它利用光的特性实现信号的单向传输。由于随时间推移的光衰，光耦存在老化效应的问题。　　电容隔离利用电容效应消除信号的交叉干扰，具有低传播延迟，可以在超过150Mbps的速率下传输数据，消耗的偏置电流更少，但隔离边界两侧需要单独的偏置电源电压。电容隔离的最大优势是成本低，可以做成多路。　　磁隔离则是通过磁场的屏蔽来隔离信号，在需要高频DC-DC电源转换的应用中具有优势，但其成本相对高一些。　　超宽体封装应需而生　　以光伏应用为例，除了需要单晶硅和多晶硅材料外，为了提升光伏组件的功率密度方面，已经将母线电压提高到1500V，这就需要更大爬电距离的隔离器件来满足国家标准GB4943.1-2022所规定的耐压性能和爬电距离要求。为此，一些宽体(SOP)，甚至超宽体(DWW)封装应运而生，事实上，不同厂商对超宽体封装的命名有所不同。　　超宽体数字隔离器是一种高可靠性隔离产品，具有高电磁抗扰度、低电磁辐射、低功耗的特性，能够承受更高的隔离浪涌电压。超宽体封装的爬电距离高达15mm，能够满足客户高压系统的安规要求，比如在光伏系统中，根据IEC 62109的标准要求，1500V系统增强绝缘条件下要求隔离器件的爬电距离>14mm。　　纳芯微推出的超宽体数字隔离器NSI82xx系列就是这样的产品，在提供15mm长爬电距离的同时，还具备优异的EMC性能，非常适用于光伏等对爬电距离有较高要求的高压系统。该器件可兼容替代其他一些厂商的高精度、高速、双向数字隔离器。　　根据应用不同，NSI82xx系列产品分为NSI82xx-DSWWR/NSI82xx-Q1SWWR系列高可靠性、多通道超宽体数字隔离器。其中NSI82xx-DSWWR是工规产品，包括NSI822xWx-DSWWR (2通道)、NSI823xWx-DSWWR (3通道)、NSI824xWx-DSWWR (4通道);NSI82xx-Q1SWWR是车规产品，包括NSI822xWx-Q1SWWR (2通道)、NSI823xWx-Q1SWWR (3通道)、NSI824xWx-Q1SWWR (4通道)。　　NSI82xx-DSWWR系列超宽体数字隔离器已于2022年1月量产，目前已有电源、新能源车、电力、工业自动化、光伏系统、储能、充电桩等领域的客户在使用纳芯微的超宽体数字隔离器。　　瞄准高效率、高可靠、多功能　　以四通道的数字隔离器NSI824x系列为例，其已通过UL1577安全认证，可承受多种级别绝缘耐压(3kVrms、3.75kVrms、5kVrms和8kVrms)，其中超宽体封装可提供高达8kVrms的绝缘耐压能力，数据速率高达150Mbps，CMTI高达200kV/μs(最小值)。　　显示NSI824x高速性能的眼图　　该系列器件提供数字通道方向配置和输入缺失时的默认输出电平配置;宽电源电压支持与大多数数字接口直接连接，易于进行电平转换;较高的系统级EMC性能提高了使用的可靠性和稳定性。　　NSI824x系列采用电容隔离技术，数字信号由发射器侧的内部振荡器产生的RF载波调制，然后通过电容隔离传输，并在接收器侧进行解调。该调制采用纳芯微专利的Adaptive OOK®调制技术，具有高抗噪性和低EMI的优点。　　单通道功能框图和OOK调制　　NSI824x系列的主要特性　　NSI824x数字隔离器具有丰富的功能特性，具体如下：　　绝缘电压：最高达8kVrms(超宽体封装)　　数据传输速率：DC至150Mbps　　电源电压：2.5V至5.5V　　高CMTI：200kV/μs(最小值)　　芯片级ESD：±8kV(人体模型)　　强大的电磁兼容性(EMC)　　系统级ESD、EFT和浪涌抗扰度　　低电磁辐射　　默认输出高电平或低电平选项　　低功耗：1.5mA/ch(1Mbps)　　低传播延迟：<15ns　　工作温度：-55℃～125℃　　符合RoHS规范的封装：SOP16 (150mil/300mil/600mil)，SSOP16　　NSI824x数字隔离器通过的安规认证如下：　　UL1577认证：绝缘电压最高达8kVrms(1分钟)　　CQC认证：符合GB4943.1-2011　　CSA认证：组件符合5A　　DIN VDE V 0884-11:2017-01增强型隔离认证　　IPM的典型PWM隔离电路　　PCB布局小贴士　　在PCB布局时需要注意的是，NSI824x的VDD1和GND1、VDD2和GND2之间需要0.1μF的旁路电容器，电容器应尽可能靠近封装放置。在所推荐的PCB布局正面，需确保芯片下方的空间没有平面、迹线、焊盘和过孔。　　推荐的PCB布局正面和背面　　如果系统噪声过大，为了增强设计的稳健性，用户还可以使用与输入和输出串联的电阻器(50～300Ω)。串联电阻器还可提高系统可靠性，例如闩锁抗扰度。隔离器驱动通道的典型输出阻抗约为50Ω，±40%。当驱动传输线影响负载时，输出引脚应适当端接可控阻抗的PCB迹线。
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发布时间：2023-10-20 13:04 阅读量：1594 继续阅读>>
纳芯微<span style='color:red'>数字隔离器</span>：系统和人身安全的隐形守护者
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纳芯微数字隔离器：系统和人身安全的隐形守护者

　　要说电路设计有什么需要投入100%关注度，那一定要包含隔离器。　　隔离本身并不具备特别的计算、处理或转换能力，但是其发展却与工业、汽车、医疗、家用电子等发展息息相关。它的高可靠性和高性能是系统安全的保护神，所以千万不要在你的电路设计中忽略了隔离。　　隔离，隐形的守护者　　可不要觉得隔离是老生常谈的问题，它关乎着电路的安全，也关乎着人身安全。　　简单来说，电子设备中，执行系统与控制系统间电压不同，一个是数百伏交流，一个是低压直流，就和生活中，我们会把低压和高压隔离开来一个道理，高压系统往往会更容易出现静电放电、射频、开关脉冲和电源扰动，引起电压浪涌，这比许多电子元件的电压极限高出一千倍。最重要的是，这些高压除了给电子电路带来噪音和危害之外，更可能对人体造成危害。　　举一个简单的例子，电动汽车内电池电压可达400V，甚至是800V，但驾驶员依然可以从容且安全地操作各类设备、仪表和旋钮，这离不开各种形式的隔离，它们构建了高低压之间安全可靠的联系。　　既然影响深远，用什么隔离就显得尤为重要。　　自从电力为人所用开始，人们就渴望安全可靠的电力控制手段。19世纪30年代，美国物理学家约瑟夫·亨利在研究电路控制时，利用电磁感应现象发明了电磁继电器。利用电磁铁在通电和断电下磁力产生和消失的现象，来控制高电压高电流的另一电路开合，它的出现实现了电路远程控制和保护。　　利用一节干电池控制电磁铁，就可以驱动220V交流电，实现安全的控制(或信息传输)，有种四两拨千斤的感觉。这种简单的步骤就是隔离的本质，即两个不相干的彼此绝缘的电路间，通过某种方式实现关联。　　不过，电磁继电器的劣势显而易见，体积大、功耗高、易损坏。　　为了克服以上缺点，光耦便应运而生，它利用光电转换实现了传输与控制，在芯片级尺寸上实现相类似功能。基于光敏电阻的光隔离器于 1968 年推出，相比于变压器，光耦体积小、重量轻、价格便宜并且可靠性高，迅速成为了市场主流。光耦发展的时代，也是集成电路和信息化发展的时代，低压控制计算单元与大功率的电机、电源之间的交互越来越多，光耦也得以大发展。　　当然，微电子领域性能、功耗、体积是永远的话题，任何强大的技术也无法脱逃它的束缚。光耦如今也遇到了电磁继电器同样的问题，受限于激光器和光敏二极管，其尺寸、功耗、可靠性等都都失去了优势。　　随着半导体技术的发展，数字隔离器成了冉冉升起的新星。　　数字隔离器的爱恨情愁　　数字隔离器并不难理解，它和光耦类似，只不过是将光电转换调制变成了其它技术。不过，相比而言，数字隔离器不会出现光学衰减等现象，与光耦不同，凭借半导体技术，数字隔离器拥有诸多优势，包括开关特性好、不易老化、高可靠性、高耐压、高速率、可传输能量等。　　数字隔离器根据基本原理又可划分为电容隔离器和磁隔离器。　　电容隔离顾名思义，是利用芯片内部的微型电容进行芯片左右两侧的高压隔离，中间使用高电介质材料进行电压阻隔。电容器是一种能够存储电荷的元件，它由两个导体板和介质组成，其特性是通高频、阻低频，中间介质可以隔离低频或者直流高压信号。　　利用电容器通高阻低的特性，可以进行信号的调制传输。当输入一个高低高低的数字信号以后，芯片内部会进行信号调制，高频调制低频信号，使其可以传输到芯片另外一侧。典型的OOK(On Off Key)调制就是把“0、1”两个信号，用不同频率调制，比如高频信号代表1，没有调制的直流信号代表0，然后传输两个状态切换的信号。　　电容隔离器产品框图及OOK示意图　　磁隔离器方面，与电容类似，只不过采用线圈的方式，利用电磁变换进行数据传输。　　总而言之，数字隔离器进一步解决了光耦在可靠性、传输速率、鲁棒性、尺寸、寿命等不足之处。　　科技领域从来不存在完美，数字隔离器的优势很明显，但总会有一些权衡取舍。　　首先，由于数字隔离器相对较新，因此其可靠性在不断完善和论证中。伴随相关国际标准、国内标准相继建立，现已形成一整套完善的认证流程和标准，也逐步获得了各类客户的认可。　　其次，目前光耦依然在业界占有主导地位，尤其是在一些传统应用中。因此，从光耦向数字隔离器的切换并不能一蹴而就，由于数字隔离器引脚和输入类型不完全兼容，这时就需要对设计进行改版，有时客户因为风险考虑，替换意愿不足。也正因此，业界提供了一种原位替代的方案，可以直接替代光耦，引脚兼容，在输入特性上内建电路模拟二极管特性，与光耦器件完全相同，应用设置也相同，可以实现直接进行设计替代。　　最后，电容隔离器可能会存在共模干扰问题，需要想办法抑制。　　通常的OOK技术比较直接，进来的信号是什么，就直接进行相应调制，然后在另外一边进行相应的解调。高频调制后，信号和高频共模电路都通过一个路径进行传输，因此会有共模干扰存在，这也是普通电容隔离器的不足之处。　　正是因为存在上述的问题，所以在挑选器件时才更要格外上心。有几种可以明显提升抗共模干扰能力的方法，以国内隔离器厂商纳芯微为例，其在OOK基础上开发出了Adaptive OOK®调制专利，提升了数字隔离器的抗共模干扰能力。　　所谓Adaptive其实就是自适应，通过芯片内部共模检测电路检测共模信号状态，再根据检测信号，动态、自适应地调节内部关键电路特性或增益，在共模噪声较大时，可以更好地抑制噪声，从而拥有更好的鲁棒性，提升隔离器的抗共模干扰能力。　　自适应的另一个好处是不需要在全工作状态下保证较高的抗共模干扰能力，只有当瞬间干扰比较大时，电路才需要执行更多功能以抑制干扰，而在大部分没有恶劣工况、抗共模干扰需求较低情况下，Adaptive OOK®技术则可以平衡系统性能及功耗，从而优化整体表现。　　让隔离更进一步　　从数字隔离器细分市场来看，磁隔离器只有少数公司提供，电容隔离器则是更多企业的选择，且出货量增长非常迅速。这里面不乏专利的原因，另外则是由于电容隔离在整个生产制造上相对简单，和一般的非隔离器件的晶圆生产差别不大，从而使得电容隔离在成本上有较大的优势。　　其次是电容隔离工艺能力的改善，性能也在不断的提升，特别是耐压能力、抗浪涌耐压能力等已经基本与磁隔离一致，使电容隔离同样能够满足丰富场景。　　就拿纳芯微产品来看，便可印证上述趋势。比如纳芯微第一代的NSI81xx系列是满足基本隔离要求的产品，第二代的NSI82xx系列则满足了增强型隔离的要求，另外在抗共模干扰能力，EMC性能等电气性能方面也得到了强化。据纳芯微透露，其第三代产品还将继续提升耐压性能及鲁棒性。　　不同的隔离等级介绍　　电容隔离器其实是“螺蛳壳里做道场”，虽然原理简单，但一些工艺和微架构的优化创新都对整体性能有着非常大的影响。比如从OOK到Adaptive OOK®，这种让数字隔离器“更进一步”的努力，纳芯微还做了很多。　　首先，在性能上，工艺能力及微架构优化可促进耐压能力不断提高。比如同样是用SiO2高电介质填充，还需要掺杂不同元素来进一步提升耐压能力。另外电容的电场场强分布对隔离的耐压能力也是有较大的影响，因此每一家厂商的电容的结构、形状等微架构设计，都会影响性能。　　其次，在鲁棒性上，对于隔离产品的应用场合来说，更多的是工业和汽车等高压应用场景，隔离产品是属于安规产品，涉及安全相关，在这些场景下，一定要选择经过安规认证的产品。　　无论是模拟、接口、信号链等产品，厂商都需要推出不同的产品系列，以满足更多的应用场景，隔离类产品也不例外。通过基础的隔离功能，再结合其他接口、驱动或者采样等相关知识，便可让隔离技术有着更广泛的应用。　　从应用场景反推出产品定义是产品开发的主要思路，同时也是最主要的挑战，这些围绕应用进行的“隔离+”产品的定义和单纯的数字隔离器并不完全相同。　　比如隔离驱动，除了要处理数字信号，还要求厂商在具体应用场景中熟悉驱动相关的功率知识、与不同厂商功率管适配。更进一步的是，碳化硅等第三代宽禁带半导体应用对隔离驱动的安全和数据传输有更多要求。　　而在隔离接口产品中，则需考虑ESD、抗干扰能力等，隔离采样则还额外需要高精度信号链领域的积累。　　此外，隔离器有时需要与电源共同使用，因此也诞生了集成隔离电源的隔离器。　　我们看到纳芯微等国内外公司都在不约而同地布局更多隔离产品大类，从单一品类转向“隔离+”拓展策略，为更多产品提供隔离能力。　　除了产品种类丰富之外，伴随着新应用、新市场越来越多，也让数字隔离器和光耦处在了同一起跑线上。包括电动汽车、光伏、储能中越来越多细分应用领域正在涌现，对于数字隔离器的需求激增，在这些新应用的设计过程中，客户更愿意尝鲜数字隔离器。
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发布时间：2023-10-09 13:05 阅读量：1941 继续阅读>>
如何选择合适的<span style='color:red'>数字隔离器</span>
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如何选择合适的数字隔离器

　　随着数字隔离器在工业和汽车应用中的日益普及,设计人员会面对众多的可用选件,大部分数字隔离器都是根据特定的系统要求和应用而设计的，因此需要考虑所选器件是否满足你系统的要求。那么,我们如何选择合适的数字隔离器？　　1. 了解你的隔离规格要求　　在选择数字隔离器之前，应考虑规格书中与隔离设计相关的一些参数。　　隔离耐压:基本隔离和≤3,000 VRMS是否足以满足您的设计要求？或者设计要求需要≥5,000 VRMS？本规范通常由系统的法规要求设置，代表隔离器可坚持至少60秒不被电压击穿。通常，一般监管要求会规定此规格，它表示隔离器在击穿情况下至少能耐受60秒的电压。　　数字隔离器　　工作电压:一些因素（如封装尺寸、污染程度和材料组）可能会影响某个组件的工作电压。　　浪涌隔离额定值:如果你的设计需要加强隔离，则可考虑此参数，并确保此隔离器能承受<10-kV的浪涌脉冲。　　爬电距离/电气间隙：4毫米封装的爬电距离/电气间隙是否足够，或者您的系统标准要求8毫米或更高的规格？　　共模瞬态抗扰度（CMTI）:如果你的设计用于高噪声环境中，那么更高的CMTI额定值对于你的数字隔离器而言将非常重要。　　功耗:总体系统功耗是否是你的设计中的关键规格？如果是，则可以关注每个隔离器器件的各通道电流消耗规格。　　数据速率:您的通信接口需要什么数据速率？您正在运行低速UART速度还是高速≥100-Mbps数据协议？　　2. 选择正确的封装　　封装在隔离方面的差异很大，因为封装的尺寸和特性直接影响着器件的高压能力。更大的封装、更远的爬电距离和电气间隙可容许更高的隔离电压规格。而小型包装可以节省电路板的空间和成本。此外，你还需考虑通信接口需要多少隔离通道，因为通道的数量也会影响封装的类型。　　3. 确定所需通道的数量和配置　　在选择隔离器之前，你应确定需要多少通道来隔离信号，以及每个信号的方向。这些因素将决定所需通道的数量和配置。此外，当数字隔离器的输入通道未上电或引脚悬空时，考虑首选默认输出状态（或故障安全状态）将有助于确定输出引脚的预定义状态（高电平或低电平）。默认高电平或默认低电平输出均具备相应的选项。　　综上所述，本文Ameya360电子元器件采购网已讲解了我们该如何选择合适的数字隔离器？相信大家对数字隔离器的选择有了一些初步的了解。
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发布时间：2022-04-27 11:50 阅读量：2184 继续阅读>>

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