纳芯微推出车规级40V同步降压转换器NSR114xx系列

Release time:2025-03-05
author:AMEYA360
source:纳芯微
reading:1004

  随着新能源汽车与智能驾驶技术的快速发展,中控VCU/TBOX、ADAS、信息娱乐系统等车载电子设备对电源芯片的要求日益提高。如何在严苛的汽车环境下保证稳定供电、提升能效及优化EMI性能,成为电源方案设计的关键挑战:

  • 电压稳定性:需应对12V供电系统的瞬态冲击、42V ABS抛负载等极端工况;

  • 能效与散热:高集成度要求高效率,同时降低功耗、优化散热,以延长电池续航;

  • 电磁兼容性(EMI):复杂车身电磁环境下,需降低开关噪声对系统的干扰。

  纳芯微全新推出的NSR114xx-Q1系列车规级 40V 宽输入同步降压转换器,以高可靠、高效率、低EMI三大核心优势,助力新能源汽车电源方案升级!

纳芯微推出车规级40V同步降压转换器NSR114xx系列

  封装与选型

  NSR114xx-Q1系列产品提供QFN-14和QFN-12两种封装,适用于汽车中控VCU/TBOX、ADAS、信息娱乐系统等多种应用场景。

纳芯微推出车规级40V同步降压转换器NSR114xx系列

  NSR114xx-Q1系列产品选型表

纳芯微推出车规级40V同步降压转换器NSR114xx系列

  产品亮点

  宽输入电压,高可靠供电

  ◆ 3~40V超宽输入电压(VIN),全场景适配车机应用:输出电压范围1~0.95*VIN,可提供高达4A的输出电流,轻松应对高压抛负载及低温冷启动等极端工况

  ◆ 通过AEC-Q100 Grade 1认证:可在-40℃~125℃全环境温度稳定运行

  ◆ 全温度范围±1%的高输出电压精度:确保MCU、传感器等关键设备供电安全

  高能效设计,续航与性能兼顾

  ◆ 超低静态功耗,轻载高效:NSR114xx-Q1系列的典型静态工作电流IQ仅12μA,关断电流ISHDN仅160nA,在 1mA 负载下效率达 85%,大幅降低系统待机功耗,延长电池续航。

  关断电流ISHDN随温度变化曲线

  静态电流IQ随温度变化曲线

  ◆ 低导通阻抗设计,实现全负载高效率:集成59mΩ的HS-FET和29mΩ的LS-FET,支持最高4A负载电流。在12V电池供电场景下,输出5V可实现高达95%的峰值效率,且具有出色的热稳定特性。

  ◆ 外置偏置供电,进一步优化系统效率:NSR11440-Q1和NSR11430-Q1的BIAS管脚支持外部5.5V以上供电,从而降低输入侧电流。

  400kHz, 5Vout测试条件下的效率曲线

  2.2MHz, 5Vout 测试条件下的效率曲线

  低EMI优化设计,

  满足CISPR25 Class 5标准

  ◆ 采用Flip Chip(倒装芯片)技术,优化高频性能:将芯片直连引脚,相比传统封装可实现更小的封装尺寸,同时由于减少了键合线(Wire Bonding)的连接,可有效降低寄生电感和寄生阻容的影响,一定程度上改善了高频特性,从而降低EMI。

  ◆ 采用对称式引脚分布设计,降低高频干扰

  •优化 VIN→GND 输入电流路径,减少回流面积,降低高频噪声;

  •双VIN并联输入,抑制寄生参数引起的高频振铃,优化 EMI 性能;

  •输入电流回路磁场互相抵消,进一步降低寄生电感;

  •优化 SW 和 FB 管脚间距,减少高频开关噪声对敏感信号的干扰。

  ◆ 采用Spread Spectrum展频技术,降低峰值发射:NSR11440-Q1和NSR11430-Q1基于可选的自研展频技术,通过LFSR伪随机频率调制,将固定开关频率的发射能量均匀调制到±5.5%的频带区间,显著降低特定频点的能量峰值,优化 EMI 性能。

  此外,芯片支持200kHz~2.2MHz的开关频率调节,可根据应用需求选择合适的工作频率,进一步优化EMI特性。凭借这些优势,NSR114xx-Q1 系列无需外部共模电感,即可满足 CISPR25 Class 5 标准。

  NSR114xx-Q1系列产品EMI测试表现

纳芯微推出车规级40V同步降压转换器NSR114xx系列

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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 reading:174
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 reading:325
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