工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，考慮到耐高壓、安全、抗噪等因素，對(duì)隔離設(shè)計(jì)的需求越來(lái)越廣泛，而將信號(hào)/功率轉(zhuǎn)化為隔離的方式進(jìn)行傳輸一直是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)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(jià)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(kāi)發(fā)者簡(jiǎn)化工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
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(dòng)隔離供電、采樣隔離供電、通信隔離供電三個(gè)部分，其中，驅(qū)動(dòng)/采樣隔離供電因功率相對(duì)較大、布局相對(duì)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(duì)于通信隔離供電，因其布局相對(duì)遠(yuǎn)離系統(tǒng)主功率回路，且功耗相對(duì)較低，獨(dú)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(jìn)的LGA封裝(4mm×5mm)工藝，相對(duì)于傳統(tǒng)的獨(dú)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(jìn)一步降低系統(tǒng)成本。
*上表中隔離電源模塊參數(shù)針對(duì)某單一料號(hào)，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(xì)參數(shù)對(duì)比，總結(jié)來(lái)說(shuō)，NIRSP31有如下優(yōu)勢(shì)：
● 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(fù)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(qiáng)
● 3000Vrms一分鐘絕緣耐壓
● 集成短路保護(hù)/過(guò)溫保護(hù)/欠壓保護(hù)
● 全自動(dòng)化封裝，高可靠性，低失效率
● 相較于光耦，傳輸速率高，壽命長(zhǎng)
高集成度、高可靠性、高性價(jià)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(dú)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(hù)、短路保護(hù)和過(guò)溫保護(hù)
● 數(shù)據(jù)速率：20Mbps
● 傳輸延時(shí)：<75ns
● CMTI：±50kV/us
● 工作溫度：-40~125℃
● 封裝：LGA-18(4.00mm × 5.00mm)
應(yīng)用場(chǎng)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(wú)需再外加隔離電源和輸出側(cè)LDO(良好的負(fù)載調(diào)整率)，確保通信的連續(xù)性，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
工業(yè)BMS典型框圖
同時(shí)，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(dòng)器NSD1025。
NIRSP31 Demo板
隔離RS485通信Demo板
隔離CAN通信Demo板
（納芯微）
