极海多元MCU产品矩阵，全面赋能多场景充电桩<span style='color:red'>应用</span>方案
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极海多元MCU产品矩阵，全面赋能多场景充电桩应用方案

　　随着全球“双碳”目标的持续推进，新能源汽车市场迎来爆发式增长，汽车充电桩作为配套产业，其需求也随之增加。根据IFIND数据预测，2025年新能源汽车保有量有望达到4513万辆。根据国家2025年实现车桩比2∶1的规划，预计届时充电桩数量将达到2257万台。　　全球新能源汽车渗透率持续攀升，充电桩需求正从单一补能向场景化、智能化、全球化深度演进。无论是家庭用户的便捷体验、社区/商超的高效共享，还是海外市场的本地化运营，充电桩的多元化形态正在重塑能源生态。极海充电桩应用方案，可广泛应用于交流智能家桩、小区共享桩、商业停车场、企事业单位停车、汽车租赁、运营商停车等场景的充电设备。为向市场提供全方位的产品服务，极海针对不同的客户与需求，提供多种充电桩产品应用方案，助力客户实现更多创新应用功能。　　随车充电枪　　随车充电枪凭借体积小、易携带、低成本等特点，成为应急充电场景下的理想解决方案。极海高性价比随车充电枪应用方案，采用基于Cortex-M0+内核的APM32E030基础拓展型MCU，助力实现稳定高效的充电过程。方案框图　　方案特点：　　• 支持8A充电输出功率2kW，满电约18小时(60kWh电池)‌‌;　　• 采用专用AC/DC辅助电源模块，实现稳定供电;　　• 内置温度传感器，可实时监控环境温度;　　• LED指示功能，支持电源充电状态/充满/故障指示;　　• 内置漏电保护模块，确保用户操作安全;　　• 超低成本满足高性价比需求。　　家用交流充电枪　　家用交流充电桩作为新能源汽车家庭充电的核心设备，既能满足日常的充电需求，又具备安全适配、经济高效的特点。极海家用交流充电枪应用方案，搭载基于Cortex-M4F内核的APM32F402高性能高性价比MCU，主频120MHz，具备高效运算性能和丰富外设资源，可满充电桩应用在功耗、性能及性价比等方面的综合需求。方案框图　　方案特点：　　• 交流充电功能，支持单枪充电(可扩展到双充14kW)，最大6.6kW充电;　　• 充电控制指令响应<10ms，效率提升40%;　　• 设有故障紧急停充功能;　　• 采用IC型温度传感器与互感器结合，实现高效准确电流采样;　　• 工业级EMC设计，-40℃~105℃全温域稳定运行。　　群充/基础共享交流充电桩　　群充/基础共享交流充电桩凭借高效充电、灵活拓展和强兼容性等特点，广泛应用于大型停车场、商业中心及交通枢纽等场景。针对国内共享充电桩市场，极海基于Cortex-M4F内核的APM32F411高性能高适配型MCU群充/基础共享交流充电桩应用方案，具高性价比与抗干扰能力，支持多种保护功能，可有效保障充电桩稳定与安全运行。方案框图　　方案特点：　　• 采用4G通讯模块，支持后台实时监控管理;　　• 外接低功耗RTC芯片，保证充电时间准确性;　　• 外挂专用计量IC，实现准确电量控制;　　• 集成丰富外设资源，满足充电桩外接模块和数据存储需求;　　• 板载隔离器件、保险丝/漏电保护器;　　• 支持单/双枪充电、过流/短路/过压/欠压/漏电/防雷击/充电联机/断保护、OTA、协议存储等功能。　　共享运营/海外交流充电桩　　随着全球新能源汽车销量的持续增长及各国政策的积极推动，海外市场对充电桩的需求正加速扩大。极海共享运营/海外交流充电桩应用方案，搭载基于Cortex-M4F内核的APM32F427高性能拓展型MCU，支持240MHz高主频，具备高速运算能力，可精准实现电源管理与充电控制，满足系统高效稳定的运行需求。方案框图　　方案特点：　　• 支持OTA升级、协议存储应用和各种算法高效运行;　　• 控制多路LED，实现充电状态指示;　　• 支持TFT触摸屏显示及人机交互功能;　　• 内置NFC芯片/BLE/WiFi模块，支持IC卡/NFC/蓝牙支付，可拓展PLC/Ethernet通讯;与充电枪可选择CAN通讯，也可通过CP/PP信号来实现互动;　　• 内置大容量SRAM，可支持多种通信协议;　　• 通过QSPI接口，可外挂Nor Flash，保存长时间充电信息记录及状态信息;　　• 12-bit ADC*3，采样速率4MSPS，满足充电桩前后级电流电压采样需求;　　• 支持LQFP144封装，工作温度-40℃~105℃，抗干扰能力强。　　共享直流充电桩　　与交流充电桩相比，直流充电桩凭借其高效充电的特性，能够满足新能源汽车的快速充电需求。同时，共享直流充电桩具备良好的兼容性和适应性，可支持多种不同车型和电池类型的充电。极海共享直流充电桩应用方案，采用APM32F427高性能拓展型MCU，拥有丰富的外设资源，支持多样化通讯交互，具备多种工作模式，可实现灵活的充电桩运行控制。方案框图　　方案特点：　　• 交流输入电压为380V：304～456(三相五线制)，输出电压为200V~500V，根据电动汽车快充标准进行调节，单枪输出功率为20kW;　　• 整机效率≥93%;　　• 内部EEPROM,实时把保存数据/状态信息及通用设置保存功能;　　• 支持充电状态信息/车辆参数信息实时通过无线传输采集显示;　　• 支持独立模块散热更快，可以有效的提高充电模块的电气使用寿命;　　• 启动方式支持直接启动/密码启动/刷卡启动/扫描二维码启动;　　• 采用砖块电源方式，SIC器件以降低损耗，功率因数≥0.999;　　• 器件与模块隔离提供系统可靠性，延长电气寿命;　　• 通信协议：Ethernet/4G模块/Ethernet/WiFi/蓝牙/NFC卡等;　　• 采用独立计费IC计费。　　充电桩建设是推动电动汽车普及和清洁能源交通发展的关键环节。极海致力于为新能源汽车行业提供安全可靠、高性价比的芯片及解决方案。其中，基于极海G32R501实时控制MCU/DSP的大功率直流充电桩模块，目前已在行业头部客户完成导入。我们期待与上下游伙伴紧密合作，共同推动清洁能源交通的可持续发展，为实现节能减排目标贡献力量。
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发布时间：2025-09-12 13:20 阅读量：883 继续阅读>>
川土微电子产品在PLC/伺服领域的<span style='color:red'>应用</span>
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川土微电子产品在PLC/伺服领域的应用

　　PLC中AI/AO卡件的应用　　在PLC系统中，常见模拟量输入信号可见+/-10V和0-20mA，而DCS在此基础上又对50/60Hz的工频抑制比提出了额外的要求，通常会将模拟开关、运放、基准和AD做集成，封成一个ADC芯片以便于客户直接设计。这样的优点是集成度高、片内基准精度高、可自主选择PGA放大系数，方便客户使用。　　ADC和MCU之间的通信，为了系统安全往往都会做隔离处理，比较多的是SPI接口，川土微电子的多通道数字隔离器CA-IS37XX系列可以很好地满足各种通信信号的隔离。MCU后续和PLC控制器做的通信选择较多，目前川土助力于客户对于标准CAN、RS485、PHY芯片的选择，CA-IF48XX和CA-IF1051S提供高规格、高速率，强ESD保护。　　PLC中DI/DO卡件的应用　　在DI的卡件中，很多客户目前用的还是二极管桥臂+光耦的分离方式去实现双向信号输入，这种情况下往往单路体积就较大，加上PLC应用中DI通道数又很多，所以就对布板布线推出了一定的要求。川土在这种情况下开发了CA-IS398X，把8通道的数字输入做集成，支持高速2Mbps和低速250kbps的速率，支持并口和串口选择，极大地方便了客户设计。　　DO卡件根据Sink/Source的输出类型可以分为两类，目前较多的还是以Sink类型为主，且更多地还是用光耦的分离方案来实现，通过添加三极管和保险丝做普通的过流保护。　　PLC中控制板的应用　　在PLC的控制板中除了需要和各个板卡之间做通信以外，同样也需要和外机做通信，因此往往会做外部通信的隔离，包括232隔离, 485隔离, CAN隔离等。川土微电子针对不同的485和CAN隔离方案具有非常全面的选择。　　川土微电子提供了四种不同的方案：　　1)外置的隔离电源+数字隔离器+485/CAN收发器，对应三种器件都可做具体的产品选择;　　2)把隔离电源集成在数字隔离器中做二合一的处理;　　3)把隔离器和485/CAN做集成加单独的隔离电源供电;　　4)考虑到部分客户对于隔离电源的需求不强，而且整个系统中可能只有一个对外通信需要做隔离处理，再单独额外做隔离电源变压器就会成本较高，为此，川土微电子推出了全集成式三合一的方案，把隔离电源包含在隔离485/CAN芯片里面，同时可以做到0.5W的功率输出，方便用户做设计。　　伺服应用　　伺服大体分为控制部分和功率部分，控制部分包含一系列的485、CAN，川土微电子的485和CAN接口产品包括CA-IF48XX、CA-IF1051等料号，不同参数和封装可以很完善地解决客户这方面的需求。　　功率部分，川土微电子在研的EtherCAT产品就是针对PLC和伺服变频应用中对FPGA越来越广泛的需求。除此以外，在小功率伺服应用中，广泛用到了IPM来做电机驱动，川土基于此PWM隔离有6通道数字隔离器，相较以前高速光耦方案极大地降低了成本和体积，我们也看到越来越多的客户已经接受了这种方案。　　由于伺服应用的准确性，往往需要采集电机信息来构成速度环、电流环、位置环，以便FPGA或者MCU来对电机做准确控制，电流信息基本上来源于电机的相电流，于是就有隔离运放做电流采样，出于过压保护的考虑，客户同样会对母线电压进行信号采集。　　川土微电子基于此同样做了产品部署，且对于隔离采样的规划非常完全，既包含模拟输出的隔离运放，也有方便客户直接处理数据的隔离ADC。　　伺服控制中的速度环和位置环都是通过外接编码器来实现，编码器的通信方式多种多样，但目前主流的还是以485通信为主， 部分用户需要做隔离处理，部分用户不需隔离处理，川土微电子针对此都有非常完整的产品可供选择。　　变频器应用　　和伺服控制系统相似，变频器同样有控制部分和功率部分两大块组成，通信功能相较伺服会少很多，目前协议也比较少用到EtherCAT通信，功率部分由于变频器功率会做的比较大，不再适用于IPM的驱动方案，所以会有大功率的IGBT模块来做驱动，这个时候就需要有专门的隔离驱动器来做驱动。　　川土微电子正在定义这一款产品，会首先做和光耦驱动的兼容，最大输出电流能力在4A以上，不需要客户额外添加驱动加强的电路来做处理，而且这一块会集成UVLO功能，针对MOS和IGBT不同的选择有不同的阈值。
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发布时间：2025-07-03 14:06 阅读量：1715 继续阅读>>
上海贝岭：开关电源芯片ME8230在国网和南网电能表中的<span style='color:red'>应用</span>
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上海贝岭：开关电源芯片ME8230在国网和南网电能表中的应用

　　一、背景　　开关电源将电网交流电转换为电子电路所需的直流电，其基于高频开关技术，通过PWM调制、高频变压器和反馈控制实现电能转换，具备显著的高效能转换优势。其转换效率高，即使在轻载工况下，仍能维持优异的能效表现，可有效降低电源自身功耗。同时，开关电源通常采用多路输出设计，能精准为电能表的MCU、计量、显示、通信、继电器控制等不同功能单元，匹配其电路需求的差异化电压/电流指标。并且，各路输出之间具备特定的隔离耐压性能，既契合国家电网、南方电网对电能表节能降耗的技术要求，又能充分满足各功能模块的工作条件与安全规范。因此，随着电能表向低功耗、高精度、智能化方向发展，开关电源已经取代传统工频变压器，在国家电网、南方电网的智能电能表设计中广泛应用。　　二、ME8230芯片概述　　上海贝岭ME8230 是一款专为智能电能表等小功率、低功耗场景量身定制的开关电源管理芯片。作为高集成度的高性能解决方案，其以低成本优势实现了全功能保护设计，涵盖过压、过流、短路及过温等多重防护机制，可靠性表现优异。该芯片完全契合国家电网、南方电网电能表电源电路的设计规范，凭借精准的电压调控能力与低功耗特性，为计量模块、通信单元等电能表核心部件提供稳定的电源支撑。　　ME8230特点　　高性能、高集成度;　　内置1000V/1A功率MOSFET;功率 8W@AC40V～AC420V;　　内置高压启动电路,实现全电压下高效率和低功耗;　　软起动功能;　　频率抖动功能;　　优化EMI性能;　　抗强磁功能;　　DIP7封装。　　关键参数　　典型应用电路(以单相电能表电源电路示例)　　主要测试数据　　启动时间　　待机功耗(同等外围电路待机功耗低于市场同类产品30mW～100mW)　　效率　　精度：输出电压调整率在0.09%左右，负载调整率在0.2%@AC85V;　　温漂：负温度系数变化，加热到100℃以上变化-0.1%;　　过温保护(OTP)：启动和恢复正常，恢复温度迟滞为49℃左右;　　高温环境下(2小时)的温升测试;　　容性负载带载启机： 输出4000uF电容，带载启机大于1.2A@AC230V/AC264V(1.7A为OCP点);　　强磁下带载启机：正常工作情况下引入强磁，工作或带载启机正常，去除强磁后恢复工作。　　三、总结　　ME8230以低成本优势实现了全功能保护设计，具有过压、过流、短路及过温等多重防护机制。凭借精准的电压调控能力与低功耗特性，能同时为电能表计量、通信、控制电路提供多路隔离电源。该芯片深度契合智能电能表技术迭代与升级的核心趋势，严格遵循并全面满足国家电网、南方电网等权威机构制定的智能电能表设计规范要求。其卓越的性能与可靠的品质，为智能电能表电源设计提供了高兼容性、高保障性的理想解决方案，助力客户显著提升产品竞争力。
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发布时间：2025-06-20 09:44 阅读量：1734 继续阅读>>
<span style='color:red'>应用</span>方案 | 基于川土微电子CA-IS1200/1300 的电压检测
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应用方案 | 基于川土微电子CA-IS1200/1300 的电压检测

　　川土微电子CA-IS1200/1300 虽然是针对隔离电流检测而优化设计，但它们也可以被用来当作隔离电压检测。本文主要描述这类器件被用作单端母线电压检测时的注意点。　　01电路描述　　典型的隔离电压检查系统框图如图1 所示，R1 和R2 的值一般根据被检测电压大小和系统的功耗要求确定。R3 的值根据放大器的输入范围来选取。由于CA-IS1200/1300 采用全差分放大器前端结构，因而需要在VINN 端添加电阻R3’来消除输入阻抗不平衡导致的失调电压，同时需要修调由于R3(R3’)引起的增益变化。图1：CA-IS1200/1300 隔离电压检测系统框图　　图2 和下文将推导如果不增加电阻R3’导致的失调电压。可以通过令Vin=0 计算前端差分放大器的输出来计算失调电压。由于通常R1 和R2 的值远远大于R3，因而图2 中直接取R3 为R3 与R1+R2 的并联。图2：全差分前端输出失调电压　　图2 所示为CA-IS1200/1300 前端全差分放大器结构， R4=R6，R5=R7，输出共模电压被设置成1.875V。那么根据下面的方程可以计算前端输出失调电压Vos　　举个例子对于CA-IS1300G25G 来说前端全差分放大器中R4=R6=12.5KΩ，R5=R7=50KΩ，当R3=158Ω时，根据上式可得Vos = 18.8mV，对系统来说这是个不可忽略的误差。通过增加R3’=R3 后可以消除输入阻抗不平衡导致的失调电压。　　下面将计算整个系统的电压增益，图3 所示为等效电路：图3：系统电压增益　　从高压输入Vin 到CA-IS1200/1300 的输出Vout 关系式如下：　　G0 为CA-IS1200/1300 的电压增益。　　上面提到的两点可以很好地消除系统的测量误差，在此基础上客户依然可以根据需要判断是否需要做进一步的系统增益和失调校准以获得更好的系统精度。　　02总结　　本文讲述了CA-IS1200/1300这类具有全差分放大器前端的隔离电流放大器被用作隔离电压放大器是所需要注意的技术点。
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发布时间：2025-06-04 13:52 阅读量：2278 继续阅读>>
精准控制 高效调速丨极海基于APM32F402的2kW低压通用变频器<span style='color:red'>应用</span>方案
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精准控制 高效调速丨极海基于APM32F402的2kW低压通用变频器应用方案

　　变频器作为智能制造、新能源、电动汽车等领域的关键设备，主要用于控制和调节三相交流同步电机的速度和转矩，实现设备的精准控制与高效节能。随着全球工业自动化升级和“双碳”目标的推进，经济性和技术优势使变频器市场需求持续增长。据数据分析：预计到2025年，中国通用变频器市场规模将达到620亿元，其中，中低压变频器占比64.98%，市场规模将突破370亿元。　　在该领域，极海半导体推出基于APM32F402工业级高性能高性价比MCU的低压通用变频器应用方案，集成先进算法和硬件设计，支持高精度电机控制、多协议通信和智能化功能，可显著提升变频器的性能与可靠性;凭借灵活适配、精准控制、高性价比等优势，可为用户提供强有力的技术支撑，推动行业向高效化、智能化方向加速迈进。　　广泛适用于纺织机、楼宇自动化、工业控制、冶金、注塑机、风力发电、化工等细分领域。　　APM32F402变频器应用方案介绍　　组成结构：　　主控MCU：APM32F402CBT6　　内部电路：整流电路(AC-DC)、滤波电路、逆变电路(DC-AC)、刹车制动单元、变频功率驱动输出电路、电流/电压/位置检测单元、保护电路等　　外围设备：通信、按键、显示电路(外部接口)、散热风扇等　　核心原理：　　主控MCU APM32F402CBT6实时接收检测电路及通信接口的给定参数，通过高精度PWM驱动逆变电路及功率电路，实现电源电压和频率的动态调整;系统可根据实际需求输出最优电源、电压、电流，从而实现节能降耗、高效调速、低噪静音等功能;同时集成刹车制动单元和多维保护电路，精准检测电路、电流、电压、温度等状况，实现过压、过流、过载等保护作用，确保变频器在复杂环境中的长期稳定运行。　　方案优势　　通过优化控制，可实现零速自由切换;　　支持USB外挂WiFi和BLE模块，实现远程参数设置或状态监控;　　高主频MCU，支持浮点运算，可实现高精度速度和转矩控制、快速动态响应;　　支持参数给定、加减速曲线选择、定长控制、摆频控制、计数功能等，满足不同应用场景的需求;　　支持电机参数自识别，通过状态观测器，实现电阻、电感、反电动势常量计算和估计;　　CAN、RS485、Modbus、外接无线传输模块等多种通信协议;　　V/F曲线：直线型、多点型、N次方型V/F曲线;　　稳定可靠：拥有行业大客户批量成果应用案例。　　APM32F402芯片特性　　Arm® Cortex®-M4F内核，工作主频120MHz　　Flash 128KB，SRAM 32KB　　模拟外设：ADC×2，T-sensor x 1　　通信外设：U(S)ART×4，SPI×2，I2C×1, CAN×2，USB OTG_FS×1　　封装：QFN36/48、LQFP48/64　　具备较强的可移植性和扩展性，可高效替代国内外友商同类竞品　　极海2kW低压通用变频器应用方案，以APM32F402CBT6作为主控MCU芯片，通过脉冲注入法实现电机转子初始位置定位，也可通过编码器来做抖动补偿，实现精准定位。并能以高性价比助力方案，实现更高效算法、更高转速比、更小转速波动以及更好保护机制等功能特性。
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发布时间：2025-05-21 09:42 阅读量：2410 继续阅读>>
川土微电子CA-IS398X在PLC领域的<span style='color:red'>应用</span>
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川土微电子CA-IS398X在PLC领域的应用

　　伴随着《中国制造2025》规划和“工业4.0”战略的推出，工业智能化和数字化在工业控制(如PLC、工业数据采集、CNC控制等)领域的地位愈发重要。本文以工业PLC为例，为大家分享川土微电子CA-IS398X数字输入接收器的应用案例。　　PLC为可编程控制器，它采用可编程存储器存储，执行运算、顺序控制、定时计数等操作指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。还可以与其他计算机、人机接口，或云端通信联网，实现信息交互。　　从PLC框图可以看出，它包含控制器和存储模块、模拟量、数字量输入输出模块、通信模块、供电模块等。　　本文将聚焦数字输入模块，重点探讨该模块设计的基本要求和方案演进。从传统的整流桥加光耦的分立方案，演变成隔离式数字输入接收器的集成方案。　　众所周知，数字输入模块应具备两个基本功能：输入信号调理和信号隔离。　　关于输入信号调理：如上图所示，IEC61131-2 规定了数字输入的三种类型 Type1，2，3。Type1信号包含两线式继电器、按钮、开关(Relay, Button, Switch)等。Type2、Type 3信号包含传感器、接近开关等，其中，type3的功率更低。针对以上类型的信号，通过分压电阻，将信号的幅值进行调理。另外现场测的该部分信号可能是源型、漏型或混合型输出，需要整流桥将信号调理成单向的直流信号。　　关于信号隔离：隔离用以满足安规要求或降低接地环路噪声等。信号隔离一般有三种方法：电容隔离、光耦隔离和磁隔离。电容隔离相对光耦和磁隔离技术具有更高的可靠性，体现在寿命长、耐压和共模瞬态抑制比高，同时具有较小的电磁辐射、低传输延迟和低功耗等。在PLC应用场景下具有很大优势。　　川土微电子 CA-IS398X 8 通道隔离式数字输入接收器系列产品，集成整流电路和电容隔离电路，可作为二极管整流和光耦隔离分立方案的完美替代。　　该产品具有以下特性：　　1、 单芯片集成8个通道，极大的节省了系统的功耗和PCB布板面积;　　2、 集成整流桥和信号调理，可以支持来自现场侧继电器、开关、按钮等输出的正、负电压信号;　　3、 采用容隔方案，继承电容隔离的所有优势;　　4、 可选带SPI芯片，通过菊花链连接，控制器仅需一路SPI接口，即可接收多路数字输入信号;　　5、 可调去抖滤波器，可以针对不同的现场侧输入信号配置最佳的去抖动效果。
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发布时间：2025-05-15 11:10 阅读量：2325 继续阅读>>
川土微电子经济型低速数字隔离器CS817x2x在家电及工业上的<span style='color:red'>应用</span>
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川土微电子经济型低速数字隔离器CS817x2x在家电及工业上的应用

　　本篇重点介绍川土微电子数字隔离器CS817x2x产品的特点、隔离参数以及典型应用。该产品具有超高的性价比，非常适合在400 VRMS电压以下的系统中，作为信号的隔离使用。　　01 介绍　　隔离是一种防止系统两部分之间有较大的直流或交流干扰的方法，同时允许信号可以在这两部分系统正常传输。隔离可以保护操作人员;保护设备并防止高压系统中干扰损坏昂贵的处理器;切断长距离、多节点通信时，通信网络中的接地回路。　　主流的隔离方法有三种，基于光电耦合的隔离、基于变压器的磁耦合隔离以及基于二氧化硅(SiO2)介质的电容耦合隔离。目前低速隔离通信以光耦和电容隔离为主，高速隔离通信三种方案并存。　　低速光耦隔离，在各种使用场景中具有以下问题：　　1)普通低速光耦在115200bps的速率下，通讯不太稳定，容易出现误码，可靠性不高。　　2)光耦为电流型器件，翻转所需的电流一般要5mA以上，而数字隔离器一般只需要1mA。　　3)普通光耦随着温度的升高，通讯容易发生异常。为保证可以在全温度范围、全生命周期可靠运行，需要设计复杂外围电路来实现。　　4)普通光耦多采用红光发光LED和光电二极管，器件之间的电压电流特性、光电特性、光衰特性具有较差的一致性。　　5)光耦寿命一般只有10年，在一些应用场景中是不够的。如2020新版的国网标准要求隔离寿命16年以上，光耦就很难实现。　　川土微电子CS817x2x隔离器系列，具有200Kbps的传输速率，该速率下仅需160μA 电流，可以支持 -40~105°C 的工作温度，400VRMS的隔离工作电压，高达40年工作寿命，适用于很多应用领域。如家电领域的，冰箱及空调的压缩机控制，热水器，吸油烟机，空气净化器等;工厂和楼宇自动化控制，如PLC，伺服控制，变频控制等，以及智能电表，电动两轮车，换电柜，自动贩卖机，园林电动工具等。　　02 CS817x2x隔离器特性　　川土微电子隔离技术基础　　川土微电子隔离器使用二氧化硅作为信号隔离的电绝缘介质。通常使用两个串联的二氧化硅电容器，即在隔离栅的每侧各一个，从而实现高压隔离，等效隔离图示如图1所示。与基于传统的光耦和电感的(磁隔)隔离器相比，二氧化硅所提供的介电强度较高，不会因暴露于环境湿度而退化，并且可以有大于40年的隔离寿命。为了更深一层关于川土隔离技术的说明，请参阅使高压信号隔离质量和可靠性。图 1 ：串联电容器隔离　　关键性隔离规格参数　　在选择正确的数字隔离器之前，应了解关键的隔离规格参数，对设计人员来说，了解系统应用的隔离规范要求是很重要的，只有知道所需要的隔离要求，设计师才可以知道隔离器对系统能提供多大的保护，如隔离器能承受的最大电压是多少?数字隔离器的高压隔离性能，如最大瞬态隔离电压(VIOTM)，最大隔离电压(VISO)，最大浪涌隔离电压(VIOSM)，最大重复峰值隔离电压(VIORM)，最大工作隔离电压(VIOWM)，共模瞬态抗扰度(CMTI)。这些参数代表数字隔离器处理高压的能力，不同大小的耐压和瞬态响应是选择隔离器的标准。　　最大瞬态隔离电压(VIOTM)　　IEC 60747-5-5和VDE 0884-11中规定：隔离器在不发生故障的情况下可处理长达60秒的峰值瞬态电压。系统电源上的电弧或负载变化会引起干扰，电压可能会短暂地变成线路电压的几倍。隔离器必须能够在不损坏的情况下处理这些过电压。　　最大隔离电压(VISO)　　与VIOTM相似，根据UL 1577，隔离耐受电压定义为隔离器能够在60秒内不发生击穿的电压的均方根(rms)值，电压的差值是峰值。　　最大浪涌隔离电压(VIOSM)　　隔离器承受特定的瞬态电压的极高电压脉冲的能力。该波形图 2所示。此参数表示直接和间接浪涌冲击。根据IEC 60747-5-5和VDE 0884-11，具有最大浪涌隔离电压VIOSM的隔离器必须在峰值电压为VIOSM的1.3倍时通过浪涌测试，以实现基本隔离，和1.6倍的VIOSM加强隔离。当通过10kV以上的浪涌试验时，数字隔离器可以称为组件级增强型。图2：隔离器抗瞬态电压能力　　最大重复峰值隔离电压(VIORM)　　在IEC 60747-5-5和VDE 0884-11中定义为隔离器能够承受的最大重复峰值电压。本规范旨在鉴定隔离器在每天连续的隔离电压。　　最大工作隔离电压(VIOWM)　　类似于最大重复峰值电压，工作电压为最大有效值，或等效直流电压，隔离器能够在规定的长寿命内承受。同样，差异是以rms表示的值，而不是峰值电压。　　共模瞬态抗扰度(CMTI)　　共模瞬态抗扰度是指隔离器在其两个接地之间承受高转换率电压瞬变的能力，而不会损坏通过它的信号，这可能会导致信号传输错误。在某些应用中，由瞬变引起的这些信号误差可导致短路事件。更高的CMTI表明隔离通道更加可靠。　　爬电距离和电气间隙　　爬电和间隙是指沿封装表面的距离，以及隔离器一侧插脚与另一侧插脚之间的空气距离。该距离由基于隔离电压要求等参数的系统级标准规定。　　CS817x的这些隔离参数可详见于数据手册。表1 CS817x2x VDE 隔离参数表2 CS817x2x UL隔离参数　　CS817x2x系列产品特性　　CS817x2x是一系列低功耗双通道数字隔离器，采用川土微电子专利技术“CAPACITIVE DIGITAL ISOLATOR CIRCUIT WITH ULTRA-LOW POWER CONSUMPTION BASED ON PULSE-CODING”(美国发明专利，专利号：US 11,418,179 B2)。该技术融合pulse与OOK (ON-OFF-KEY) 调制，但比pulse调制更为可靠，同时可以实现极低的低静态功耗。在隔离CMOS数字IO时，CS817x器件可提供高电磁抗扰度和低辐射。所有器件版本均具有施密特触发器输入，可实现高抗噪性能。每条隔离通道的逻辑输入和输出缓冲器均由二氧化硅绝缘栅隔离。基本调制与解调的工作原理如下图：图3 Pulse-coding容隔调制解调技术　　通过检测信号上升沿和下降沿来判断和还原信号的高低电平，其他时间段芯片可以处于低功耗模式，从而整体上可以实现非常低的功耗。同时因为绝大部分时间器件处于低功耗状态，可以改善整体的EMI特性。图4 Pulse-coding容隔调制解调原理　　CS817x2x系列产品的优势概括如下：　　1)实现极低静态和动态电流：90μA @ 3.3V，静态条件 ;160μA @ 3.3V，200kbps传输速率;　　2)Pulse-coding技术：高可靠性、融合了OOK调制和脉冲调制的优势;　　3)Refresh技术：确保输出与输入的状态在任何情况下一致;　　4)固定解调时间窗口：极小的脉宽失真(PWD)，最大100ns。　　下表为CS817x2x选型表：　　03 典型应用　　根据隔离器在应用系统中实现的功能，可以分为：　　a)模块之间串口通信隔离　　b)ADC输出信号与MCU之间隔离　　c)比较器输出信号与MCU之间隔离　　d)MCU控制信号与电机驱动器之间隔离　　e)MCU控制信号与继电器控制器之间隔离　　f)具有不同参考地的MCU之间隔离　　下面将列举一些典型的应用案例。　　01 吸油烟机　　图 5 展示了吸油烟机的电路框图。220V单相电整流成310V的直流电，该直流电通过一个H桥驱动用于风扇的有刷直流电机。从框图中可以看出数字隔离器主要用于对外通信，高压侧H桥的控制，高压侧电压电流采样和比较的隔离。图 5 吸油烟机示意框图　　02 PLC　　图 6 展示了PLC的电路框图。CS817x2x适用于电网单向供电系统(器件400VRMS 隔离耐压)，工业可编程逻辑控制系统包含模拟输入、模拟输出、数字输入、数字输出、通信接口等内外部的连接模块。　　这些部分都需要隔离器进行隔离，以此来保护PLC控制器芯片。图 6 PLC示意框图　　图 7为具有 PLC 输入模块的环路供电式现场发送器。该应用中，由于系统只能接收到4mA的供电电流，从而对每个芯片的静态电流都有较高的要求，CS817x2x的单通道电流可以到90μA @ 3.3V，非常适合此类的应用。图 7 具有 PLC 输入模块的环路供电式现场发送器　　03 智能电表　　图 8 展示了智能电表的电路框图。主要用于单向电表。智能电表内部一般有两个模块需要隔离，计量模块与MCU之间，以及MCU与RS485收发器之间。CS817x2x具有200kbps的传输速率、极低的静态和动态电流、40年的隔离寿命、以及较高的性价比，非常适合这类的应用。图 8 智能电表示意框图　　　04 换电柜　　图 9 展示了换电柜的电路框图。换电柜一般会有一块主控板和很多块充电仓从控制板，他们之间一般通过数字隔离器和接口收发器进行互联互通。图 9 换电柜示意框图　　05 电动两轮车　　图 10 展示了电动两轮车的电路框图。电动两轮车一般采用48V蓄电池系统，车身控制模块，电机控制模块，以及喇叭、照明、显示、制动、加减速单元等。他们之间通过隔离器和接口，进行互联互通。图 10 电动两轮车示意框图　　04 总结　　本文主要介绍川土微电子数字隔离器CS817x2x产品的特点，隔离参数，以及典型应用。该产品具有较高的性价比，非常适合在400 VRMS电压以下的系统中，作为信号的隔离使用。
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发布时间：2025-05-08 11:52 阅读量：1090 继续阅读>>
极海半导体：基于G32A1445的车载空调控制器<span style='color:red'>应用</span>方案
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极海半导体：基于G32A1445的车载空调控制器应用方案

　　车载空调控制器作为汽车舒适性系统的核心组件，能够精准调节车内温度、风速和风向，同时集成了空气净化、湿度控制等功能，以确保驾乘人员享有舒适的车内环境。随着汽车制造商和消费者愈发关注驾乘体验，车载空调控制器的功能和智能化程度已成为衡量汽车品质的重要指标之一。　　在汽车技术不断进步与环保要求的推动下，高效且智能的车载空调控制器市场需求日益增长。整机系统主要由MCU、电源模块、显示面板、多种传感器模块、执行单元、电机和高低边驱动等模块组成，而MCU作为整个控制器的核心器件，对于保障车载空调控制器的高抗干扰性和可靠性尤为重要。　　极海半导体G32A1445车载空调控制器应用方案介绍　　车辆环境对可靠性和稳定性的要求高，因此在选择车载空调控制器的MCU时，需考虑车辆特有的环境因素，如温度波动、振动、电磁干扰等。针对系统的关键设计与功能需求，搭载极海G32A1445汽车通用MCU的车载空调控制器应用方案，已成功量产上车，可实现温度调节、风速控制、空气分布控制、内外循环自动模式选择、除湿、空气净化、后窗加热、定时控制、状态显示、故障诊断等功能，全面满足汽车舒适环境的要求。　　主控G32A1445汽车通用MCU与显示面板、传感器、执行单元、控制模块、空调制冷剂循环系统等模块组合实现空调控制系统。具体来说，G32A1445通过LPSPI控制执行器来控制风扇电机工作;通过灵活输入检测处理执行器来传输AC反馈信号、除霜反馈信号、压力开关信号等，实现诊断和状态显示功能;通过LIN总线与空调面板显示屏传输状态。　　G32A1445车载空调控制器应用方案特点：　　■ 集成CFGTMR定时器模块，来驱动鼓风机、压缩机、步进电机等应用，满足不同暖通空调系统加热、冷却、通风、清洁或除湿等功能操作　　■ 通过多路ADC(4路温度传感器、1路湿度传感器、2路环境传感器)，轻松采集空调控制器各类传感数据信息　　■ 通过CAN总线，将当前空调状态信息传送到整车CAN网络，实现对空调压缩机、PTC\鼓风机等部件的精确控制　　■ 支持过压、欠压、过流、过温保护等故障检测功能，保证系统的可靠性和安全性　　■ 符合2.0A/2.0B(主动)规范，通信速率高达1Mbit/s，满足与汽车CAN总线系统进行交互通信，实现车辆总线快速稳定交互通信要求;可升级的CANFD协议，数据长度最大支持64字节，比特率最高支持8Mbit/s　　极海致力于满足汽车系统设计中越来越复杂的功能需求与关键性能指标，持续用高品质汽车芯片产品及配套方案广泛支持汽车细分场景应用。基于G32A1445/1465系列汽车通用MCU的量产级应用方案，为智能汽车在安全系统、动力系统、控制系统、信息娱乐系统技术创新与升级提供了有力支撑。
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发布时间：2025-02-27 15:46 阅读量：1395 继续阅读>>
荣湃半导体 : 隔离式I2C接口在SMBus总线中的<span style='color:red'>应用</span>
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荣湃半导体 : 隔离式I2C接口在SMBus总线中的应用

　　System Management Bus，简称为SMBus，是一种两线制式的通信接口协议，广泛应用在低功耗、低速率的系统通信。其数据线(Data)可以支持单线双向通信，挂载在SMBus上的芯片之间无需单独拉信号线，互相通信非常方便。　　SMBus协议是在I2C协议的基础上制定的，因此两者在物理层和工作原理上具有很高的相似性，仅在部分电气参数上略有不同。　　荣湃半导体此次全新推出的隔离I2C Pai220N61-W5R采用了紧凑的宽8封装设计，与传统的 WB SOIC-16 封装相比，显著减小了占用面积，更加节省空间，同样适用于SMBus总线，为其提供可靠的电气隔离解决方案。　　目前已上市的 I2C 系列产品提供两种封装类型，分别为 NB SOIC-8 和 WB SOIC-16，满足不同应用场景的需求。　　前文提到，SMBus是基于I2C来设计的，所以它的硬件电路在绝大多数情况下都和I2C硬件电路兼容，但是也有少数情况是不兼容的。在SMBus的参数规格白皮书中，附录B专门指出了SMBus和I2C的差异之处。本文汇总罗列如下：　　直流参数差异：　　通信速率对比：　　荣湃隔离式I2C Pai22xN系列产品最高支持2MHz，可以完全兼容SMBus与I2C的通信速率要求。　　由于I2C器件的IO均为开漏(Open-Drain)设计，其只能提供下拉能力，上拉能力由外部的上拉电阻提供。实际使用时只要保证上拉电阻连接到器件的VDD，就能满足SMBus的逻辑电平需求。　　总结　　SMBus的物理层定义与I2C协议接近，荣湃全新推出的Pai220Nx1隔离式I2C接口器件能够完整兼容SMBus的使用。
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发布时间：2025-02-26 13:30 阅读量：1025 继续阅读>>
中科阿尔法AM-80L在燃气轮机中的<span style='color:red'>应用</span>
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中科阿尔法AM-80L在燃气轮机中的应用

　　燃气轮机（Gas Turbine）是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。　　燃气轮机包含各种控制阀，如调节气流或阻止气流等。这种对来自控制阀的气流进行的精确监测和控制使燃气轮机得以高效运行，同时能够最大限度减少能源浪费。制动器会移动控制阀，而反馈器件则将阀门位置信息传回燃气轮机控制系统，指明阀门的开合状态和开合程度。　　应用最为广泛的技术是发电行业已标准化LVDT线性位移技术。LVDT位移传感器是一个只包含几个线圈和一个亚铁芯线的简单器件，可以承受高强度的冲击和振动，即使在极脏时运行也能符合规格。激光遇到灰尘和污垢就无法发挥作用，而电容和涡电流传感器又无法测量长冲程。电位器和拉绳式位移传感器无法很好地满足温度、振动和本质安全要求。　　随着科技的不断发展，磁性位移传感器正在逐步替代LVDT技术。其中最为突出的产品是西安中科阿尔法AM-80L高精度线性绝对位移传感器。　　AM-80L高精度线性绝对位移传感器具有可靠、多用途以及重量轻的特点，可实现高精度地绝对位移测量。该传感器具有非接触测量的特点，因此可以消除机械磨损，提高了可靠性和耐用性，并最大程度地减少了传感器的停机时间。　　该高精度线性绝对位移传感器是一种非接触式传感方式，用于高精度的绝对位置测量。它可以在0mm-80mm范围中感应磁铁相对于传感器的位置。　　该传感器利用磁阻以及专用集成电路相结合进行线性绝对位移的高精度测量。　　AM-80L工作原理如图1，工作状态下传感器磁铁附于移动物体（如电梯、设备与阀门等）之上。磁铁驱动器四周的蓝线表示流出磁铁驱动器和通过磁阻传感器的磁通量，磁阻传感器安装在线性位置传感器上。磁阻传感器的输出通过集成电路对磁铁驱动器的位置进行校准。　　图1位置传感器线性构型运行示意图　　AM-80L的优点：　　（1）可靠、耐用：非接触式设计减少了磨损，提高了可靠性和耐用性，并缩短了机器停机时间。　　（2）易于安装：安装需要四个简单的步骤：　　①位置传感器；②钻孔；③安装传感器；④定位磁铁驱动器，进行电气连接，简化了安装并降低了设置成本。　　（3）坚固：由于传感器内没有活动部件，采用独特的封装材料，使传感器更耐振动和极端的温度。　　（4）灵活：传感器和磁铁之间的气隙高达3.0±2.5mm；多种输出选项 (模拟电压0.5V~4.5V，4mA-20mA电流以及数字RS232型输出) 可用，扩大了应用的机会。　　（5）具有成本效益：适应性强，非接触式设计使客户消除了安装时不必要的连接，从而减少了安装步骤、安装时间，运用组件(磁阻) 传感器，可以准确可靠地确定附着在运动物体上的磁铁的位置，从而可以确定或控制物体的位置。　　该磁阻传感器具有如下特性：　　准确：80mm配置精确测量值高达0.05mm 。　　适应性: 机载电子设备允许软包装和组件与现有系统的兼容性。　　重量轻: 重量比采用LVDT (线性可变差动变压器) 技术的产品轻50%以上。　　简化设计: 易于配置的传感器阵列几乎适合任何线性运动路径。　　MR传感器和集成电路技术：提供增强的差异化和性能。　　IP67和IP69K密封: 允许在许多苛刻的应用中使用。　　满足汽车国际标准中电磁兼容辐射和抗扰度要求。      指标特性：        其他应用领域：
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发布时间：2023-11-15 17:49 阅读量：3530 继续阅读>>

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