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工业系统设计中,考虑到耐高压、安全、抗噪等因素,对隔离设计的需求越来越广泛,而将信号/功率转化为隔离的方式进行传输一直是系统设计的难点之一。纳芯微作为隔离技术的引领者,一直致力于探索更高集成度、高可靠性、高性价比的隔离电源方案。本文介绍了纳芯微集成隔离电源3CH数字隔离方案,将有效助力开发者简化工业系统设计。
按照不同需求,系统中的隔离供电可划分为驱动隔离供电、采样隔离供电、通信隔离供电三个部分,其中,驱动/采样隔离供电因功率相对较大、布局相对集中,更倾向于采用变压器外置/多绕组输出的供电方案;而对于通信隔离供电,因其布局相对远离系统主功率回路,且功耗相对较低,独立隔离电源模块的形式往往更受青睐。
纳芯微NIRSP31采用业内领先的片上变压器技术,单芯片集成了隔离电源和三通道数字隔离器,并使用先进的LGA封装(4mm×5mm)工艺,相对于传统的独立隔离电源模块+光耦/数字隔离器的方案,极大地减小了PCB布板面积和高度,可进一步降低系统成本。
方案面积减少>200%
集成闭环控制电路,负载调整率优
更宽的工作温度范围(-40~125℃),输出功率温度降额低
原副边寄生电容小,抗共模干扰能力强
3000Vrms一分钟绝缘耐压
集成短路保护/过温保护/欠压保护
全自动化封装,高可靠性,低失效率
相较于光耦,传输速率高,寿命长
① 3kVrms的绝缘耐压
② 支持单独MCU I/O电平VDDL
③ 供电电压:
VDD: 4.5~5.5V NIRSP31
3~3.6V/4.5~5.5V NIRSP31V
VDDL: 1.8~3.6V/4.5~5.5V
④ 输出:
80mA @ 5V->5V/3.3V
60mA @ 3.3V->3.3V
⑤ 欠压保护、短路保护和过温保护
⑥ 数据速率:20Mbps
⑦ 传输延时:<75ns
⑧ CMTI:±50kV/us
⑨ 工作温度:-40~125℃
⑩ 封装:LGA-18(4.00mm × 5.00mm)
在工业BMS的应用中,NIRSP31可用于电池包MCU与外部ECU间的485和CAN通信隔离,无需再外加隔离电源和输出侧LDO(良好的负载调整率),确保通信的连续性,保证系统的正常运行。
工业BMS典型框图
同时,纳芯微也提供工业BMS一站式解决方案,包括双向I2C隔离器 NSI8100、RS485收发器NCA3485/NCA3491、CAN收发器NCA1042/NCA1051、以及双路低边驱动器NSD1025。
NIRSP31 Demo板
隔离RS485通信Demo板
隔离CAN通信Demo板
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