性能飞跃!纳芯微新一代CSP MOS NPM12017A守卫锂保安全

Release time:2025-03-12
author:AMEYA360
source:纳芯微
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  纳芯微正式发布全新一代CSP封装12V共漏极双N沟道MOSFET——NPM12017A系列,该系列产品是对纳芯微已量产的CSP MOS的完美升级与补充。新一代CSP MOS进一步优化了性能表现,显著提升了电气与极限能力。以首发产品NPM12017A为例,典型阻值相比上一代降低了26%,温升降低近30%,极限耐受能力如短路及雪崩能力等提升近50%,达到国际领先水准。同时,凭借12寸特色专利工艺,NPM12017A在极具性价比的同时,还能提供充足的产能保障。

  该系列延续了上一代NPM12023A的产品极限能力和优异的封装机械强度,解决了传统CSP封装芯片机械强度低、雪崩能量小、生产组装加工困难等问题。为手机、平板以及智能穿戴等便携式锂电管理应用提供更安全、可靠的解决方案,助力客户简化设计。

性能飞跃!纳芯微新一代CSP MOS NPM12017A守卫锂保安全

  卓越性能:助力锂电保护实现大功率、小型化需求

  随着智能手机、平板电脑等便携式设备的快充功率从3-5W跃升至100W以上,厂商和客户对锂电池快速充电功率/电流的需求持续提升,相应要求采用超低阻值的MOSFET产品以降低锂电池充放电路径的功耗,进而提升电池系统性能。

  全新一代CSP封装NPM12017A基于上一代自有知识产权的创新芯片结构上,进一步优化设计,实现相同封装下内阻降低26%,温升下降近30%,在降低功耗的同时有效降低了系统温升和发热量,性能领先业内水平。同时,其短路能力提升40%(短路电流达400A),雪崩能力提升67%(达50A),兼顾超低阻抗与优异极限电气特性,为锂电设备提供更全面可靠的保护。

性能飞跃!纳芯微新一代CSP MOS NPM12017A守卫锂保安全


  此外,NPM12017A克服传统CSP封装在机械强度与雪崩能量方面的不足,耐受超60N机械压力,有效防止芯片在生产组装中的翘曲与裂片等问题,显著提升产品可靠性与安全性。


  领先设计:突破传统封装的工艺限制

  便携式锂电设备向小型化、轻薄化发展,对系统尤其是MOSFET的体积提出更高要求。在传统晶圆级CSP封装双N沟道MOS产品中,硅基材的电阻在电池管理应用中的总电阻占比较大。为降低衬底电阻,一般会采用芯片减薄工艺,但这会显著削弱产品的机械强度,造成芯片在生产组装过程中翘曲、变形,甚至产生裂纹,从而导致应用端不良等问题。针对机械强度不足的问题,部分解决方案会采用其他材料加厚的方式来增加机械强度,但这会带来成本的增加以及不同材质的兼容性风险。

  纳芯微全新CSP封装系列在设计之初即针对这一问题进行了优化。通过调整产品结构,使导通电流平行于芯片表面,缩短电流路径,从而降低导通电阻,从根源上解决了CSP封装MOSFET的机械强度问题,在兼顾轻薄化、小型化的基础上,最大程度减少芯片使用过程中的变形、裂片等问题,确保产品的可靠性与安全性。

性能飞跃!纳芯微新一代CSP MOS NPM12017A守卫锂保安全

  简化系统设计:加速客户产品上市

  纳芯微全新CSP封装MOSFET不仅在性能上实现突破,还在设计上进行了优化。其共漏极双N沟道结构简化了电路设计,可直接Pin to Pin替代上一代产品NPM12023A,即可实现性能升级,有效缩短开发周期,助力客户更快地将高性能产品推向市场。

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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:176
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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