纳芯微NSI22C1x隔离式比较器荣获工控网工业芯"新质"奖

发布时间：2025-04-07 14:59
作者：AMEYA360
来源：纳芯微
阅读量：1635

　　

纳芯微NSI22C1x隔离式比较器荣获工控网工业芯"新质"奖

       NSI22C1x系列隔离式比较器包括用于过压和过温保护的隔离式单端比较器NSI22C11和用于过流保护的隔离式窗口比较器NSI22C12。NSI22C1x系列可用于交流电机控制、电力和太阳能逆变器、不间断电源、车载充电器的过压、过温和过流保护，在提升系统可靠性的前提下，支持更高功率密度的系统设计，同时简化外围电路，相比传统分立方案，可将系统保护电路尺寸缩小60%。

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　　随着汽车车身、底盘、发动机和智能终端中的电机及电磁阀功能不断丰富，系统对大电流驱动的需求日益增长，这对H桥直流有刷电机驱动提出了新的挑战：传统 “预驱+外置MOS” 的分立方案不仅器件多、PCB占用面积大，而且在狭小空间内实现大电流驱动时容易出现各类问题，系统调试复杂、故障定位困难，制约了整机模块的小型化与可靠性提升。　　NSD7308系列具备40V耐压、12A峰值输出电流，内部MOS导通电阻低至84mΩ (HS+LS)，输出压摆率(Slew Rate)和输出电流阈值(Itrip)均可配置，并内置电流采样，提供全面的诊断与保护功能，包括开路/短路诊断、过流、过温、欠压和过压保护。该系列提供硬件输入和SPI输入两种版本，无论是大电流带载能力、紧凑的尺寸，还是完备故障诊断能力，均表现出色，可帮助客户简化硬件设计、提升可靠性并降低BOM成本。　　NSD7308系列提供车规和工规两种版本，车规版本满足AEC‑Q100 Grade 1标准，可广泛适用于车身电子中的有刷电机、发动机ECU阀门、空气悬架CDC等应用场景。工规版本适用于智能电器、电动工具、自动升降桌、清洗机器人等多元化智能终端设备。　　大电流驱动，具备强大带载能力　　NSD7308上下管总导通电阻仅为84mΩ，峰值输出电流可达12A，可替代传统“预驱+外置MOS”的分立方案，直接驱动中大功率的有刷电机及电磁阀等负载。　　实际对比测试表明，相较于国产同类产品，NSD7308在常温及85℃环温下均具备更优的温升表现，在高温环境下拥有更强的PWM带载能力;同时，无论直流还是PWM工况下，NSD7308的OCP触发电流阈值显著更高，展现出更强的冲击电流承载能力，为复杂负载工况下的稳定运行提供有力保障。　　1. 常温下直流带载温升测试：Ta=25℃ (PH/EN mode, IN1/IN2=1/1, VM=13.5V)，带载后待IC温度稳定30分钟以上，使用测温枪进行IC表面温度测量。如下图示，温升明显优于国产友商的同类产品。　　图1 常温下直流带载5.5A的芯片温升对比　　2. 85°C环温下直流带载温升测试：Ta=85℃ (PH/EN mode, IN1/IN2=1/0, VM=13.5V)，带载后待IC温度稳定30分钟以上，使用测温枪进行IC表面温度测量。如下图示，温升优于国产友商的同类产品。　　图2 85°C环温下直流带载4A的芯片温升对比　　3. 85°C环温下最大PWM带载能力测试：Ta=85℃, PWM mode (10kHz PWM, 负载1ohm+1mH, VM=13.5V)，如下图示，最大PWM带载电流能力优于国产友商的同类产品。　　图3 85°C环温下最大PWM带载电流对比　　4. 不触发OCP的最大冲击电流测试：Ta=25℃ (15kHz PWM, 负载 2mH+1Ω, VM=25V)，如下图所示，不论是DC负载还是PWM带载，OCP过流阈值都大幅高于国产友商的同类产品。　　图4 不触发OCP的最大DC冲击电流对比　　(图中：紫色为IPROPI电压，绿色为负载电流，蓝色为OUT1电压，黄色为OUT2电压)　　图5 不触发OCP的最大PWM冲击电流对比　　(图中：紫色为IPROPI电压，绿色为负载电流，蓝色为OUT1电压，黄色为OUT2电压)　　内部集成电流采样和电流调节功能，　　减少系统面积和成本　　NSD7308集成电流采样功能，无需外部采样电阻和电流运放即可实现电流检测。结合VQFN14倒装封装技术，NSD7308可实现3mm*4.5mm的超小封装尺寸，特别适用于紧凑空间。　　NSD7308可通过IPROPI管脚，按比例输出内部MOS管的正向导通电流(即从Drain到Source的电流)。在H-Bridge模式下，IPROPI输出对应两个下管MOS电流之和的比例信号，即(ILS1+ILS2)/AIPROPI;在半桥(Half-Bridge)模式下，IPROPI输出对应两个上管MOS电流之和的比例信号，即(IHS1+IHS2)/AIPROPI。　　此外，NSD7308还集成了电流调节功能，且电流调节阈值Itrip可配置。当负载电流超过设定的Itrip阈值时，芯片会自动执行电流调节功能，抑制电机启动或堵转等工况下的过大电流，降低芯片过热风险;同时，该功能也可用于负载电流及扭矩的精确控制。　　支持多工况负载状态诊断，精准定位故障　　NSD7308支持输出端负载状态诊断，可在电机启动前或运行过程中及时发现异常，提升系统可靠性。芯片支持两种检测模式：待机模式下的负载检测(OLP)和工作模式下的负载开路检测(OLA)。　　待机模式下的负载检测(OLP)　　芯片通过配置输入引脚状态，依次使能内部上拉和下拉电阻，测量OUTx端电压，并与内部比较器的电压阈值进行比较，从而检测诊断以下异常：　　输出端对电源VM或者地GND短路(阻值<100Ω)　　全桥负载或半桥低边负载开路(阻值>2kΩ)　　半桥高边负载开路(阻值>10kΩ)　　工作模式下的负载开路检测(OLA)　　支持高边续流和低边续流两种工况，可根据不同的驱动模式和负载连接方式进行实时开路检测：　　全桥模式(Full-Bridge)： 芯片通过检测死区时间内低边续流MOS管体二极管的导通压降，并与内部VOLA电压阈值进行比较，实现实时开路检测。　　半桥模式(Half-Bridge)，驱动对地负载： 芯片通过检测死区时间内低边续流MOS管体二极管的导通压降，并与内部VOLA电压阈值进行比较，实现实时开路检测。　　半桥模式(Half-Bridge)，驱动对电源负载： 芯片通过检测死区时间内高边续流MOS管体二极管的导通压降，并与内部VOLA电压阈值进行比较，实现实时开路检测。　　封装与选型　　纳芯微H桥直流有刷电机驱动NSD7308系列现已全面量产，具备更小内阻、更大驱动电流的NSD7305系列也即将送样，产品兼具高集成度、小尺寸与高可靠性，可在有限空间内实现更大负载的驱动。
2026-10-22 10:26 阅读量：157
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　　纳芯微近日宣布推出集成变压器的隔离电源NSIP505S15系列。该系列产品输出功率可达1.5W，满载条件下5V转5V转换效率接近60%，可充分满足光储充、工控、AI服务器电源等领域客户在多接口供电、MCU及采样电路单板供电、GaN驱动供电、STO安全电源等场景下的多样化需求。作为传统电源模块的IC化替代方案，该系列产品在保证隔离可靠性的前提下，能够实现更小体积与更高效率。　　1.5W足额输出与高效转换兼顾　　从容应对重载启动与多样化供电架构　　NSIP505S15系列在提供1.5W高输出功率的同时，实现了优异的转换效率：5V转5V效率接近60%，5V转3.3V效率接近50%，3.3V转3.3V效率同样接近60%，覆盖主流系统供电架构，帮助客户在不同应用场景中实现功耗与性能的均衡。此外，该系列器件静态功耗低至10μA，在待机或轻载工况下可助力降低系统整体功耗。　　表-1：NSIP505S15系列5V-5V、5V-3.3V、3.3V-3.3V效率转换图　　强容性负载带载能力　　为系统可靠供电保驾护航　　在光储充、工控、AI服务器电源等应用中，隔离电源输出侧往往需要挂载多颗滤波电容以保障后级电路稳定工作，但大容量电容上电瞬间近似短路，极易触发电源过流保护导致启动失败。NSIP505S15系列针对这一痛点进行了专门优化，满载条件下容性负载能力超过2.5mF，能够从容驱动GaN栅极容性负载、多路采样电路并联电容等重容性负载场景，确保系统冷启动可靠、不反复打嗝。　　集成多维度全面保护　　强化系统鲁棒性　　NSIP505S15系列集成了完备的保护功能：输入/输出过压保护(VDD OVP、VISO OVP) 防止电压异常冲击，输入/输出欠压锁定(VDD UVLO、VISO UVLO) 确保供电窗口安全，短路保护与过温保护在异常工况下及时关断，避免器件损坏;采用软启动机制，在上电时限制浪涌电流，确保启动可靠，若软启动超时(如输出短路或负载异常)，器件将进入保护性关断模式，持续保障系统安全。　　EMC性能优化　　轻松通过CISPR32 Class B测试　　NSIP505S15系列针对EMC性能进行了大幅优化：在EMI方面，两层PCB板、外围电路仅串联2个磁珠的测试条件下，可轻松通过CISPR32 Class B测试并保有5dB以上裕量，显著简化系统EMI设计难度，降低外围滤波器件成本;在EMS方面，系统级ESD接触放电能力超过±10kV，从容应对生产组装与现场安装中的静电风险，进一步提升系统鲁棒性。　　封装与选型　　NSIP505S15系列器件提供两种封装版本：LGA14封装为紧凑型设计，隔离耐压达3kVrms，爬电距离4.1mm，可实现与竞品同类器件的pin-to-pin兼容，适用于体积受限的高密度布局场景;SSOW20封装隔离耐压达5kVrms，爬电距离8.2mm，为需要更大隔离耐压或特定PCB布局的应用提供了灵活选择。同时，该系列支持250kV/μs(典型值)的共模瞬态抗扰度(CMTI)，并可在-40℃～125℃宽温范围内稳定工作，充分满足工业及汽车级应用的可靠性要求，客户可根据系统空间、安规要求及布板策略灵活选用。　　持续丰富隔离电源产品矩阵　　覆盖多元应用场景　　NSIP505系列的发布进一步丰富了纳芯微隔离电源产品组合。目前，纳芯微可提供一系列高集成度的隔离电源方案，包括：　　集成隔离电源与数字隔离器的二合一产品NSIP95/98系列;　　集成隔离电源与隔离接口的NSIP93086(隔离RS485收发器)和NSIP9042(隔离CAN收发器);　　可自选配置外部变压器的推挽式变压器驱动NSIP605x系列，为需要更灵活变压器选型的应用提供了高性价比选择;　　专为隔离驱动供电设计的全桥变压器驱动NSIP3266/E，集成晶振与多种保护功能，并支持软启动，进一步满足驱动供电场景的严苛需求。　　从高集成方案到灵活驱动方案，纳芯微持续完善隔离电源产品生态，为工业、汽车、光储充等应用提供更多高可靠性选择。　　丰富的“隔离+”产品　　引领隔离芯片标杆　　凭借在隔离技术方面的积累和领先优势，纳芯微提供涵盖数字隔离器、隔离采样、隔离接口、隔离电源、隔离驱动等一系列“隔离+”产品，以全生态“隔离+”产品矩阵，为高压系统筑造安全可靠的防线：　　“+”代表增强安全：纳芯微“隔离+”产品提供超越基本隔离标准的安全等级，为客户系统构筑更坚固的高低压安全边界。　　“+”代表全产品生态：纳芯微以成熟的电容隔离技术IP为核心，拓展出包括数字隔离器、隔离采样、隔离接口、隔离电源、隔离驱动等完整产品组合，为客户提供隔离器件的一站式解决方案。　　“+”代表深度赋能应用：纳芯微“隔离+”产品可满足电动汽车高压平台、大功率光储充系统，以及高集成、高效率AI服务器电源等场景的核心需求，实现系统级安全、可靠与高效。　　截至2025年，纳芯微隔离相关芯片已累计出货超27亿颗，作为全球领先的隔离芯片供应商，纳芯微致力于通过全面的“隔离+”产品布局，以核心技术IP和全产品生态，引领隔离芯片标杆，为全球客户提供一站式的隔离芯片解决方案。
2026-10-21 09:54 阅读量：183
纳芯微“隔离+”覆盖光储系统关键隔离环节，支撑高压平台可靠运行
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纳芯微“隔离+”覆盖光储系统关键隔离环节，支撑高压平台可靠运行

　　文章导读　　在新能源装机持续增长的背景下，储能系统逐渐从传统配套设备向电网关键设备演进。光储系统向高压化、构网型方向发展，对功率转换效率、绝缘可靠性和控制响应提出更高要求，推动芯片隔离方案向高性能、高集成方向发展。　　本文重点介绍：　　隔离驱动：面向SiC高频开关应用，优化驱动能力、EMI控制和系统效率;　　隔离采样：面向光伏、电池及交流侧检测，实现高精度、高带宽电流与电压采样;　　数字隔离与接口：满足高压系统中的信号通信、增强隔离和接口防护需求;　　隔离电源：通过集成化设计，为隔离链路提供独立供电支持。　　光储逆变器隔离需求解析　　“隔离+”覆盖驱动、采样、通信与供电关键环节　　光储逆变器分为四大部分：主功率部分(高压部分)、主控部分(MCU)、监控面板、对外接口。　　隔离应用主要分布在以下环节：　　主功率部分在1700V碳化硅或1500V工况下采用隔离驱动;　　主回路中的电流采样采用霍尔传感器，电压采样采用隔离运放实现隔离检测;　　MCU控制侧与监控面板之间的CAN、SPI等通信链路，采用隔离方案;　　监控面板与外部接口之间面临静电、浪涌等干扰，采用隔离SPI、隔离RS-485或隔离CAN方案。　　纳芯微光储逆变器隔离方案介绍　　隔离驱动　　纳芯微目前已量产的隔离驱动主要包括四类：NSI6801系列是电流型隔离驱动，采用容隔技术实现与光耦驱动pin-to-pin兼容，支持原有光耦驱动方案替换;电压型隔离驱动适配MCU IO口PWM输出，用于单管驱动;NSI6602系列是半桥(双路)隔离驱动;智能驱动集成ASC功能、DESAT(退饱和检测)以及PowerReady(电源就绪)等保护功能。　　纳芯微隔离驱动介绍　　NSI6601SRC(驱动斜率可调)隔离驱动，面向SiC应用中的EMI控制、效率优化和大功率驱动需求设计：　　第一，降低EMI。碳化硅工作频率提升后，EMI问题更加突出。通过驱动调节，在MOS管米勒平台以下用更大电流驱动，驱动上升到高压时切小驱动电流，从而减小dV/dt，实现EMI降低;　　第二，提升效率。储能系统在不同母线电压下所需驱动能力不同，通过驱动参数调节适配不同工况，提升系统效率;　　第三，驱动电流提升。两路可并联使用，满足大功率并管需求(多个碳化硅或IGBT并联)，并联后驱动能力可达25A以上。　　霍尔电流传感器　　霍尔电流传感器在光储系统中有四个应用环节，各环节对性能要求不同：　　第一，PV侧(太阳能光伏板)　　直流电流采样，带宽要求较低，总误差小于2%，电流较小但绝缘要求高。户储系统约1100VDC，光伏电站达1500VDC。针对该应用，纳芯微NSM20系列采用增强隔离设计，支持1500V工作电压，带宽约200kHz。　　第二，MPPT部分　　多路电流采样，检测范围10A到120A，带宽要求200kHz即可，但对响应时间要求较高。碳化硅短路耐受时间仅2到3微秒，纳芯微霍尔响应时间小于300纳秒，可缩短异常情况下的保护响应时间，提高系统可靠性。　　第三，电池侧　　精度要求高，绝缘耐压取决于电池电压。针对该应用，纳芯微NSM211X系列带宽达1MHz。　　第四，AC电流检测　　精度要求更高。由于AC侧存在DC注入(DCI)限制，通常要求直流分量控制在0.5%以内，部分应用要求更严格，对霍尔传感器的VOS(失调电压)提出更高要求。　　霍尔在光储系统中的应用　　隔离采样　　隔离采样用于光储系统高压侧电压、电流信号采集，在实现高低压电气隔离的同时，为系统控制和保护提供采样数据。　　纳芯微提供隔离运放、隔离ADC等隔离采样方案，满足光储系统中隔离电压采样和隔离电流采样需求。　　在通用隔离采样领域，纳芯微NSI13xx系列提供隔离电压、电流采样运放及隔离ADC产品。其中，NSI1311支持0～2V直流电压采样，NSI1312支持±1.2V差分输入，可用于光储系统电压采样;NSI1300及NSI1400系列适用于电流检测，提供不同输入范围和带宽选择;　　在高精度隔离采样领域，纳芯微推出NSI16xx系列隔离采样方案。其中，NSI1611将输入范围拓展至0～4V，并优化失调误差、增益误差及温漂性能，在10%～100%满量程范围内无需校准即可实现1.2%以内的采样精度，满足高精度电压、电流检测需求;　　在高集成度隔离采样领域，纳芯微NSI36xx系列将隔离电源集成至采样芯片内部，部分型号进一步集成快速保护比较器和比例式输出功能，无需额外配置高压侧隔离供电及部分外围电路，简化系统设计;　　在快速保护领域，纳芯微NSI22C1x系列隔离比较器集成窗口比较器、高压LDO及高精度阈值设置电流源，可实现快速过流、过压检测。其中，NSI22C12最大传输延时仅250ns，满足光储功率变换系统快速故障检测和硬件保护需求。　　纳芯微隔离采样产品路线图　　数字隔离器(MCU到监控面板)　　光储逆变器中，高压功率部分与MCU控制侧处于不同电压区域，两者之间需要增强隔离。针对1500V系统应用，纳芯微提供15mm爬电距离隔离方案。　　纳芯微数字隔离器覆盖单路、双路、4路和6路产品，支持4mm、8mm和15mm三档爬电距离规格。CMTI达200kV/μs，浪涌耐受电压达12kV，适用于光伏逆变器等户外应用场景。　　纳芯微数字隔离器单路、双路、4路和6路产品　　对于采用高速光耦方案的客户，纳芯微提供光耦兼容封装的数字隔离器方案。该方案采用容隔技术，封装兼容光耦，支持原有设计替换。　　光耦采用LED作为信号传输器件，长期运行存在光衰问题。数字隔离器采用二氧化硅作为隔离介质，具备更稳定的长期可靠性表现，并支持相同封装下的pin-to-pin替换。　　NSI721x-DSWWAR 15mm 爬电距离隔离光耦兼容器　　隔离接口与集成隔离电源的隔离接口　　监控面板与外部设备之间采用隔离I2C、隔离RS-485和隔离CAN进行通信。传统方案通常采用数字隔离器与CAN/RS-485芯片组合实现隔离通信，并通过外部隔离电源提供隔离供电。纳芯微进一步集成数字隔离器、通信接口和隔离电源，减少外围器件，简化系统设计。　　纳芯微隔离接口方案从单一隔离接口，发展到隔离接口+数字隔离器，再到隔离电源+数字隔离器+隔离CAN/RS-485三合一方案。　　纳芯微ISO-Power隔离接口方案演进
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纳芯微发布四通道SPI接口智能低边驱动NSD5614系列 ，赋能汽车与工业自动化应用
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　　在汽车域控、底盘及发动机ECU和工业PLC系统中，多路电磁阀、继电器等负载的驱动普遍面临MCU的IO资源紧张、感性负载关断时电压尖峰高、故障难以定位、预测性维护困难等挑战。如何节约IO资源以实现多路负载控制，并对各路负载进行独立监测与保护，是系统设计中的核心挑战。　　NSD5614系列支持SPI串口与并口双输入接口，具备四通道独立诊断与保护功能，内置60V高压钳位，增强ESD性能可达±4kV，支持输出并联及最高200kHz PWM开关频率，全面简化多路负载驱动的系统开发，显著提升整机鲁棒性。　　NSD5614系列提供车规和工规两种版本，满足不同应用领域的需求。车规版本适用于12V/24V/48V汽车应用场景，可驱动底盘、发动机ECU及车身域控中的各类电磁阀、继电器等负载。工规版本面向工业自动化PLC与智能终端等领域的各类低边负载应用。　　SPI接口支持多芯片菊花链级联，　　大幅减少输入IO和信号隔离数量，　　降低系统成本　　NSD5614系列除了支持简单的并口输入控制输出外，还支持通过SPI接口控制输出。SPI通信支持两种连接方式：　　下图左为SPI并行连接方式，多个NSD5614从设备共用通信线SDI/SDO/SCK，每个芯片单独连接片选信号NCS。　　下图右为SPI菊花链(Daisy Chain)连接方式，多个NSD5614从设备共用时钟信号SCK和片选信号NCS，每个芯片的SDI和SDO采用菊花链连接。　　图1 多芯片SPI接口控制连接方式　　采用SPI串口连接多个NSD5614芯片，可大幅减少控制IO口数量。特别是在菊花链级联模式下，针对工业PLC中N个四通道低边驱动的应用，仅需1个SPI口和1个四通道数字隔离器，即可替代原本所需的4N个输入IO口和4N个光耦隔离器件。　　关断状态下的的负载开路(OL)和　　短路到地(SCG)诊断，　　精准定位反馈故障　　NSD5614支持负载开路(OL)和短路到地(SCG)诊断功能，可在驱动芯片关断状态(Off state)下进行检测，帮助系统在驱动负载前及时发现异常，提升系统的可预测性和可维护性。　　Off state诊断的原理是在芯片内部的MOS管关断时，通过对OUT端施加上下拉电流，使OUT端电压处于不同电位，从而检测OUT端的负载连接状态。　　当VOUT>0.6*VDD时，判定OUT端负载连接正常(Normal)。　　当0.4*VDD<vout<0.6*vdd，且持续超过110Μs时，判定out端负载开路(opl)。< p="">　　当VOUT<0.4*VDD，且持续超过110μs时，判定OUT端短路到地(SCG)。　　内置高压钳位管与通道独立保护机制，　　全面提升系统可靠性　　NSD5614用于驱动感性负载时，当低边MOS关断后，感性负载开始退磁(Demagnetization)。为防止OUT端产生过高电压而损坏内部MOS管，芯片内置的高压钳位管将VDS电压钳位至VDS(CL)，使续流电流逐渐衰减至零，如下图3所示，对应t从0到t1的阶段。　　高压钳位管的EAS钳位能量可参考下图中的计算公式，也可通过示波器计算该阶段的输出电压、电流和时间的积分。　　图2 输出钳位及钳位能量　　NSD5614具备全面的保护和诊断功能，包括四通道独立的过温保护、过流保护、负载开路和短路到地诊断检测，以及VM电压欠压保护，有助于提升系统可靠性。　　封装与选型　　纳芯微四通道SPI接口智能低边驱动NSD5614系列现已全面量产，更大电流、更低内阻的NSD5624系列正在样品阶段。两款产品均支持输出通道独立控制，并具备全面的智能诊断与保护功能，可满足汽车及工业领域的高可靠性应用需求。　　图3 NSD5614系列选型表　　纳芯微MotivDrive®：　　面向汽车、工业和智能终端市场的　　高可靠电机驱动方案　　MotivDrive®是纳芯微倾力打造的电机驱动产品家族，以高集成、安全可靠、品类丰富为核心优势，产品覆盖直流有刷电机、步进电机、直流无刷电机的集驱和预驱(NSD7系列、NSD8系列、NSD3系列)，继电器、电磁阀与螺线管的低边驱动(NSD56系列、NSD1x4系列)等多种品类。　　MotivDrive®电机驱动产品支持高精度电流采样，并集成过流、过温、欠压保护及堵转、负载开路检测等全面的保护与诊断功能，帮助客户减少外围器件，实现小型化与高可靠性的系统设计。
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