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——納芯微集成隔離電源3CH數字隔離器NIRSP31

工業系統設計中，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數字隔離方案，將有效助力開發者簡化工業系統設計。

基于片上變壓器的隔離電源方案

按照不同需求，系統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字隔離器，并使用先進的LGA封裝(4mm×5mm)工藝，相對于傳統的獨立隔離電源模塊+光耦/數字隔離器的方案，極大地減小了PCB布板面積和高度，可進一步降低系統成本。

*上表中隔離電源模塊參數針對某單一料號，不同物料規格存在一定差異

上表為NIRSP31與傳統的隔離電源模塊方案的詳細參數對比，總結來說，NIRSP31有如下優勢：

· 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

· 集成閉環控制電路，負載調整率優

· 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，適用于低靜態功耗要求應用

· 原副邊寄生電容小，抗共模干擾能力強

· 3000Vrms一分鐘絕緣耐壓

· 集成短路保護/過溫保護/欠壓保護

· 全自動化封裝，高可靠性，低失效率

· 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數字隔離器NIRSP31

關鍵參數

· 3kVrms的絕緣耐壓

· 支持單獨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、短路保護和過溫保護

· 數據速率：20Mbps

· 傳輸延時：<75ns

· CMTI：±50kV/us

· 工作溫度：-40~125℃

· 封裝：LGA-18(4.00mm × 5.00mm)

應用場景

· 兩輪車BMS

· 通信備電BMS

· 戶用BMS

· 工業電表

· 空氣斷路器

工業BMS：納芯微一站式解決方案

在工業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)，確保通信的連續性，保證系統的正常運行。

圖：工業BMS典型框圖

同時，納芯微也提供工業BMS一站式解決方案，包括雙向I2C隔離器 NSI8100、RS485收發器NCA3485/NCA3491、CAN收發器NCA1042/NCA1051、以及雙路低邊驅動器NSD1025。

NIRSP31 Demo板

圖：隔離RS485通信Demo板(左)；隔離CAN通信Demo板(右)

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。