纳芯微高性能车规级LDO为车载电源设计带来新选择

发布时间:2022-10-26 13:06
作者:Ameya360
来源:纳芯微
阅读量:2600

    中显得越来越重要,尤其是在车载电源、车载信息娱乐系统、车身控制、自动驾驶等低压应用中。NSR3x系列产品便是专为汽车电池供电系统而设计,其宽输入电压范围、超低静态功耗、多种保护功能和多种封装形式为工程师在车载应用电源模块开发带来了新选择。

纳芯微高性能车规级LDO为车载电源设计带来新选择

    一、宽输入电压范围

    与电脑和家电等消费电子不同,汽车应用场景多变,电源电压在冷启动与抛负载等工况下易发生较大跳变。国际标准ISO 7637是标准化组织为汽车12V和24V供电系统设置的电磁兼容性标准,其中ISO 7637-2就是针对汽车应用中电源模块应对瞬态电压变化能力的检验标准,通过设计一系列瞬态电压试验,来模拟汽车在现实应用场景中可能会遇到的所有电气故障,例如抛负载。很多整车厂的设计标准都参照了ISO 7637标准,有些厂商对标准做了适应自身需求的修改。ISO 7637同时包括电磁兼容性测试的电磁耐受性和发射规范。这些标准的设定都是为了让整车厂在出厂之前能够通过试验来检查电源系统设计是否存在电气故障。

    汽车应用场景的复杂性,要求车载电源模块中的LDO芯片有较宽的输入电压范围,从而确保LDO后级输出的稳定,并防止LDO芯片因供电电压波动而损坏。

    纳芯微推出的NSR3x系列LDO,专为汽车电池供电系统而设计,具有3V至40V宽输入电压,支持瞬态电压高达45V,能够为LDO后级器件提供稳定可靠的电源输入,从而确保相应模块的功能在各种复杂工况下都能正确实现,并延长相应模块的使用寿命。

    二、超低静态功耗

    作为碳排放最大的来源之一,汽车一直在朝着节能减排的方向发展,无论是新能源汽车,还是传统汽车,都很强调节能,而新能源汽车由于采用电池供电,目前充电速度与充电设施还不完善的情况下,对于各部件耗电控制的要求更高。感应雨刷、自动大灯、感应后备厢等功能,在下雨或天黑等启动条件触发后才工作,而在功能未启动之前,应该保持尽可能低的功耗,这就要求该模块中LDO等芯片的静态功耗足够低。

    NSR3x在关断时电流仅为270nA,而在轻负载时静态电流典型值为5uA,对外供电达到0.2mA时静态电流典型值为6uA,低功耗模式下的耗电指标非常出色。用NSR3x给待机系统中的MCU和CAN/LIN收发器供电,不但更省电,还能延长电池寿命,非常适合对待机功耗要求高的应用场景。

    三、保护功能多、可靠性高

    车载元器件经常要接受各种极端温度和天气考验,例如高低温和暴雨大雪天气。因而车规器件的工作温度范围比消费级器件的温度范围要宽很多,消费电子元器件一般要求在0℃至70℃可正常工作就可以,但车规元器件的要求就高很多,最低要能在-40℃至85℃温度范围内工作,在发动机等发热量大的零部件周围的器件,则往往要支持125℃高温应用。

    此外,汽车应用强调安全可靠,因而要求LDO具备自我保护功能,以应对复杂恶劣应用场景下的意外情况。例如,由于连接器短路或者焊锡滑动导致的LDO输出对地短路,就有很大风险,如果没有保护电路,电流暴增将导致LDO烧毁,并引发其他安全风险。

    NSR3x在-40℃至125℃的环境温度下都能正常工作,而且内部集成了短路保护和过温保护功能,确保使用NSR3x设计的模块在各种场景下都能正常工作。

    四、多种封装可选易于设计

    LDO车规应用中,还要重视散热设计。因为车规LDO通常用在空气流通较差甚至完全没有气流的模块中,如果散热设计不够好,当环境温度较高时,LDO及其模块会迅速发热。所以,为合适的应用选择相应的封装,并做好散热设计就很重要。

    NSR3x系列分为三种产品,NSR31最大输出电流为150mA,NSR33最大输出电流为300mA,而NSR35最大输出电流为500mA,针对电流输出能力不同,纳芯微优化了封装及散热设计,提供SOT223,SOT23,DFN-8,MSOP-8EP, SOP-8EP,TO252,TO263等多种封装可选,用户可根据实际应用来选择相应封装,以优化整个模块的散热及尺寸设计,并根据选定封装来确定结构设计、电路板布局布线,从而实现更好的性能与成本的平衡。

纳芯微高性能车规级LDO为车载电源设计带来新选择

    纳芯微LDO线性调节器选型表

    NSR3x系列的推出,是纳芯微进一步拓宽车载产品布局的体现。当前,纳芯微已经为汽车应用提供了传感器、信号链、隔离、接口、采样、驱动、电源等半导体产品,其中多款产品得到了国内外整车厂的高度认可,并已量产上车。在车载市场,纳芯微已经构建起自主核心技术矩阵,并建立了完整的产品开发、质量管理与产能保障体系,纳芯微正以硬核技术为汽车行业的更新换代带来更多驱动力。

(备注:文章来源于网络,信息仅供参考,不代表本网站观点,如有侵权请联系删除!)

在线留言询价

相关阅读
纳芯微 | SPI 隔离通信实战避坑:数字隔离器输出并联电平异常的原因与解决方案
  在工业系统 SPI 一主多从通信架构中,为节省 IO 资源,数字隔离器输出通道并联复用是常见设计,但实际应用中极易出现电平无法正常拉高 / 拉低的异常问题,严重影响通信稳定性。本文先梳理工业系统主流通信方式及 SPI 隔离的应用场景,深入剖析数字隔离器输出并联导致电平异常的核心原因,再针对性给出两种经实测验证的解决方案(CS 反向使能电路、二极管反向阻断配合软件配置),并明确实施过程中的关键注意事项,为工程师解决同类 SPI 隔离通信问题提供直接参考。  01 工业系统常见通信方式  通信接口是硬件系统中实现数据交换的核心模块,常分为内部通信接口(板级通信)、外部通信接口(对外通信),如图1,不同接口在速率、距离、复杂度等方面各有特点,是纳芯微产品主要的应用场景之一。图1 板级通信和对外通信  板级通信  板级通信为设备内部组件间的通信,通常具备速度快、距离短的特性,通常具备速度快、距离短的特性,常见有UART、I2C、SPI、单总线等。具体参数如表1所示:表1 板级通信具体参数  对外通信  对外通信为设备级信号传输,用于实现设备间的数据交互,多采用差分传输方式,具备传输距离远的优势,常见类型包括 RS-232、RS-485、CAN 等,具体参数如下表所示:  表2 对外通信具体参数  02 隔离SPI机会点  SPI全称为Serial Peripheral Interface(串行外设接口),由摩托罗拉公司开发的一种同步、全双工、主从式串行通讯总线,可以实现一主多从的通讯连接。  在硬件连接方式上,SPI常用4线制(SCK、MOSI、MISO、CS/SS),各信号线的传输方向及功能描述如下表3所示:表3 SPI各信号线的传输方向及功能  SPI一主多从的通讯拓扑,MOSI、MISO、SCK常采用复用接口,节省IO资源,通过独立的CS/SS实现从机选择。如图2所示。图2 SPI 一主多从基础拓扑  在工业系统中,MCU高压域与低压域之间需要做通讯隔离,纳芯微隔离器NSI8241W(3正1反)适用于SPI信号隔离。对于一主一从的隔离方式,4通道刚好一对一匹配(3正向通道对应SCK、MOSI、CS/SS,1反向通道对应MISO)。对于一主多从的拓扑架构,同样会复用通道节省IO资源,如图3示例。图3 带数字隔离器的SPI主多从拓扑  03 数字隔离器输出并联问题及解决方案  数字隔离器隔离SPI复用通道实际测试时,会发现复用MISO会出现电平异常,当一路输入高,一路输入低的情况下,MISO不能完全被拉高或者拉低。如图4,两颗8241 Out口复用,输入分别给高、低时,MISO波形。图4 Vdd1=Vdd2=5.25V,IND1高,IND2低 黄色OutD1=蓝色OutD2≈2.5V  数字隔离器Out内部为推挽输出:输入为高时,推挽上管导通,输出高电平;输入为低时,推挽下管导通,输出低电平。当输入一高一低时,就会形成分压回路,造成MISO电平异常,如图5,这显然与SPI中规定MISO复用冲突(当SS拉低使能时,从机输出配置为推挽输出,当SS拉高时,从机输出需配置为高阻态,防止多个输出导致电平冲突)。图5 数字隔离器内部分压回路  查阅NSI8241真值表(如图6所示),当EN拉低时,数字隔离器可以输出高组态,能够满足SPI复用要求。因此我们给出以下电路调整方案,来实现数字隔离器输出口并联复用需求。图6 NSI241真值表  方案1  CS 处增加反向电路,同步使能数字隔离器  在CS处增加反向电路(NPN、PNP、反相器等,需考虑Vce压降)同步使能数字隔离器。CS拉高禁用时,数字隔离器EN拉低禁用,Out复用输出高。  方案2  二极管反向阻断 + 软件配置,实现并联复用  通过二极管进行反向阻断,配合软件配置合理实现数字隔离器输出并联复用。  但需要注意的是:  (1)需添加上下拉电阻,明确默认电平,同时满足信号上升沿、下降沿的时间要求;  (2)需考虑二极管压降对电平幅值的影响,避免因压降导致通信误判;  (3)当一路输出通道由高电平切换至低电平时,受寄生参数影响,可能会短暂通过二极管抽取另一通道电流,需重视由此产生的电压尖峰问题。  结论与建议  在工业 SPI 一主多从隔离通信场景中,数字隔离器输出通道并联复用是节省 IO 资源的常用方案,但因隔离器内部推挽输出结构,直接并联易导致电平异常。本文通过分析异常产生的核心原因,提供了两种经实测验证的解决方案(CS 反向使能电路、二极管反向阻断 + 软件配置),同时明确了实施过程中的关键注意事项。工程师在实际设计中可根据项目需求选择合适方案,规避电平异常问题,保障 SPI 通信的稳定性。  高可靠性四通道数字隔离器NSI824x已通过 UL1577 安全认证,支持3kVrms-8kVrms 多档绝缘电压,同时在低功耗下提供高电磁抗扰度和低辐射。数据速率高达 150Mbps,共模瞬态抗扰度 250kV/μs。支持数字通道方向及输入失电默认输出电平配置,宽电源电压可直接适配多数数字接口,简化电平转换;高系统级 EMC 性能进一步提升使用可靠性与稳定性。
2025-12-05 11:20 阅读量:178
纳芯微车载电源芯片方案,选Ta就稳了!
纳芯微NSUC1610成功斩获「年度优秀电机控制技术产品奖」!
连续5年获奖,纳芯微荣膺第二十届“中国芯”“整车芯应用卓越产品”和“优秀技术创新产品”
  近日,以“芯生万物 智算无界”为主题,2025年“中国芯”集成电路产业促进大会暨第二十届“中国芯”优秀产品征集结果发布仪式在珠海横琴圆满举办。活动期间,纳芯微凭借在汽车电子领域的系统级应用能力与技术创新实力,荣膺“中国芯”两大奖项—— “整车芯应用卓越产品” 与 “优秀技术创新产品”,成为业内极少数在同一年同时获此双项荣誉的企业。获奖产品分别为 全集成嵌入式电机控制芯片 NSUC1610-Q1QNR 与 汽车级集成式耐腐蚀绝压传感器 NSPAS5 系列。  “整车芯应用卓越产品”主要表彰对国内汽车工业发展具有突出贡献的车规级芯片。该奖项强调产品的关键参数竞争力、可靠性稳定性、技术路线清晰度及在整车关键域控中的广泛落地情况。获奖产品 NSUC1610 是国内首款高集成度车用小电机驱动芯片,填补国内新能源汽车热管理电机控制处理器“MCU+”芯片空白,已覆盖国内多家主流 OEM。“优秀技术创新产品”旨在表彰具备显著技术突破与创新价值的集成电路产品。NSPAS5 系列具备业界领先的响应速度(<1ms),支持模拟比例 / 绝对输出,量程覆盖 10kPa~400kPa 可定制,并具备高耐腐蚀能力,面向汽车动力系统、热管理等核心应用场景。  自2021年以来,纳芯微连续5年荣获“中国芯”奖项,产品覆盖车规级MEMS绝压压力传感器晶圆NSP163X系列(2021)、高可靠性隔离式双通道栅极驱动器NSI6602系列(2022)、高压半桥栅极驱动器NSD1624(2023)、40V车规级32细分步进电机驱动器NSD8381(2024),标志其在汽车、泛能源领域,围绕应用创新的丰硕成果及市场认可,实现集成电路关键核心技术突破,加速科技创新和产业创新融合。截止2025年上半年,纳芯微汽车电子累计出货量超过9.8亿颗。  关于“中国芯”优秀产品评选  “中国芯”优秀产品评选活动由中国电子信息产业发展研究院主办,自2006年启动以来已成功举办二十届。该活动坚持以应用为导向,持续推动评选机制创新,致力于成为中国集成电路产品与技术发展的“风向标”。  活动始终秉持“以用立业、以用兴业”的发展思路,通过建立公正、专业的中国芯产品推荐机制,为国内集成电路企业搭建起一个展示优秀产品和技术的公益性平台,助力我国集成电路产业实现高质量发展。
2025-11-25 09:37 阅读量:327
  • 一周热料
  • 紧缺物料秒杀
型号 品牌 询价
TL431ACLPR Texas Instruments
BD71847AMWV-E2 ROHM Semiconductor
CDZVT2R20B ROHM Semiconductor
MC33074DR2G onsemi
RB751G-40T2R ROHM Semiconductor
型号 品牌 抢购
BU33JA2MNVX-CTL ROHM Semiconductor
STM32F429IGT6 STMicroelectronics
BP3621 ROHM Semiconductor
IPZ40N04S5L4R8ATMA1 Infineon Technologies
ESR03EZPJ151 ROHM Semiconductor
TPS63050YFFR Texas Instruments
热门标签
ROHM
Aavid
Averlogic
开发板
SUSUMU
NXP
PCB
传感器
半导体
相关百科
关于我们
AMEYA360微信服务号 AMEYA360微信服务号
AMEYA360商城(www.ameya360.com)上线于2011年,现 有超过3500家优质供应商,收录600万种产品型号数据,100 多万种元器件库存可供选购,产品覆盖MCU+存储器+电源芯 片+IGBT+MOS管+运放+射频蓝牙+传感器+电阻电容电感+ 连接器等多个领域,平台主营业务涵盖电子元器件现货销售、 BOM配单及提供产品配套资料等,为广大客户提供一站式购 销服务。

请输入下方图片中的验证码:

验证码