上海贝岭推出16/24位高精度低功耗模数转换器BL1090系列

发布时间：2025-07-21 17:54
作者：AMEYA360
来源：网络
阅读量：800

　　上海贝岭最新推出包含I2C和SPI接口的16/24位高精度低功耗模数转换器BL1090系列。

　　该系列采用低功耗设计，最高速率为960SPS。常温下，掉电模式功耗低至8 μA。连续转换模式功耗为300 μA。内置可编程增益放大器(PGA)，可适配从±256 mV到±6.144 V的输入范围，从而实现高精度信号测量;内置输入多路复用器 (MUX)，提供两对差分输入或四个单端输入。此外BL1090系列集成了输入缓冲器，降低驱动难度。

上海贝岭推出16/24位高精度低功耗模数转换器BL1090系列

　　其中，BL1090C16/BL1090C24集成了数字比较器和开路检测电流源。可分别用于欠压、过压检测和外部传感器开路、短路检测。BL1090S16/BL1090S24集成了高精度温度传感器。

　　BL1090系列采用MSOP-10封装，额定工作温度范围为-40℃至+125℃，适合功率受限和空间受限的传感器测量应用，可广泛应用于便携式仪表、电池电压和电流监控、温度测量系统、消费类电子产品、工业自动化和自动控制领域。

上海贝岭推出16/24位高精度低功耗模数转换器BL1090系列

　　产品规格

上海贝岭推出16/24位高精度低功耗模数转换器BL1090系列

　　应用场景便携式仪表

　　电池电压和电流监控

　　温度测量系统

　　消费类电子产品

　　工业自动化和自动控制

　　产品特性注：除非另有说明，TA = 25°C, VDD = 5 V, FSR =±2.048 V, DR = 6.25 SPS。

　　低功耗

　　BL1090系列以6.25 SPS速率连续采样时，全温下功耗最高350 μA。掉电模式全温下功耗最大50 μA。

上海贝岭推出16/24位高精度低功耗模数转换器BL1090系列

　　高精度

　　BL1090全系产品具有出色的噪声特性和线性度，其中BL1090C16、BL1090S16产品有效分辨率不低于16 Bit。BL1090C24/BL1090S24产品有效分辨率最高可达23.7 Bit。

　　输入范围为±2.048V时，BL1090C16/BL1090S16的INL为±3 LSB。

　　表1 VDD = 3.3 V时，BL1090C16/BL1090S16噪声均方根值(噪声峰峰值)

上海贝岭推出16/24位高精度低功耗模数转换器BL1090系列

　　1.模拟和数字信号分离。

　　2.用铺地填充信号层上的空白区域。

　　3.提供良好的地平面返回路径。

　　4.在电源上使用旁路电容，以降低高频噪声。

　　5.具有差分连接的模拟输入必须跨接一个电容器。

（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！）

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　　一、概述　　中国产业升级持续提速，制造业智能化、自动化迈入新阶段，市场对高精度电机控制器的需求日益迫切。伺服控制器作为精准控制与自动化生产的核心部件，其市场规模正随产业升级浪潮持续扩大。在机器人等热门领域，高性能伺服控制器是实现设备精准动作、复杂任务执行的关键支撑。功率器件作为伺服控制器的核心组成，直接决定产品的功率输出、控制精度与运行可靠性。依托多年设计与生产积淀，上海贝岭针对性优化产品参数，面向高性能伺服控制器场景推出 650V FBL 系列 IGBT 产品。该系列产品电流等级覆盖 8A-30A，可充分匹配伺服控制器的核心性能需求。　　二、伺服控制器应用拓扑　　伺服控制器的控制核心基于闭环反馈控制，微处理器(MCU)通过实时对比上位机给出的指令信号和电流、位置传感器反馈的电流、位置信号，动态调节输出功率，使得电机能够精准执行位置、速度或力矩指令。由隔离驱动器驱动和六颗绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)组成的三相逆变桥是精准控制的核心。图1 伺服控制器拓扑图　　三、贝岭IGBT技术平台　　650V FBL系列产品基于贝岭G2 Trench FS IGBT工艺平台，对标市场主流的4代产品工艺，采用微沟槽工艺，正面结构采用精心设计的“Gate沟槽+dummy沟槽” 比例，背面采用优化的H FS工艺，使得产品在导通压降Vce(sat) 与开关损耗Esw之间取得良好折衷，以及优秀的短路能力;终端采用优化的“FLR+场板技术”，可实现175℃的最高工作结温，并且可以通过HV-H3TRB的加严可靠性测试。　　四、650V FBL系列产品核心优势　　能效领跑——低饱和压降Vce(sat)和低正向压降VF　　在伺服控制器应用中，典型开关频率范围为8-16kHz，IGBT和与其并联的快恢复二极管(Fast Recovery Diode, FRD)的导通损耗Econ占器件总体损耗的比例较高。IGBT的导通压降Vce(sat)和FRD的正向压降VF是影响导通损耗Econ的关键参数。图2和图3分别展示了在节温25℃和125℃时，贝岭 FBL系列产品和市场主流IGBT系列产品导通压降Vce(sat)典型值的对比;图4和图5分别展示了在节温25℃和125℃时，FRD正向压降VF典型值的对比。在常温，高温下，贝岭 FBL系列产品的IGBT饱和压降和FRD正向压降均优于竞品，可直接减少伺服控制器导通损耗，不仅能降低设备运行时的能耗成本，还能减轻散热模块负担，缩小设备体积，延长整机寿命，提高系统可靠性。图2 25℃时IGBT饱和压降Vce(sat)典型值对比图3 125℃时IGBT饱和压降Vce(sat)典型值对比　　*数据测试条件为相同封装，栅-发射极电压Vge为15V，测试电流Ic为各产品标称电流值图4 25℃时 FRD正向压降VF典型值对比图5 125℃时 FRD正向压降VF典型值对比　　*数据测试条件为相同封装，测试电流IF为各产品标称电流值　　动态性能升级——低开关损耗Esw　　IGBT作为开关器件，其在应用中的开关损耗也不容忽视，图6 展示了在节温25℃时，贝岭FBL系列产品与竞品的开关损耗对比。在器件开通时刻电压压摆率相同的条件下，贝岭 FBL系列产品的开关损耗与竞品接近，其中10A 和30A 产品更具优势，可更好地适配伺服控制器高频开关需求，使得电机启停、转速调节响应更快，设备执行精准动作时更流畅，减少控制偏差。图6 25℃时 IGBT开关损耗对比　　*数据测试条件为相同封装，栅-发射极电压Vge为15V/0V，测试电流Ic为各产品标称电流值，相同开通电压压摆率　　抗短路能力强劲——超长耐受　　贝岭650V FBL系列IGBT产品针对伺服控制器应用，着重优化器件的短路耐受能力，器件可在高栅极驱动电压(18V)和高节温(175℃)的双高条件下，依旧维持较长的短路时长，保障伺服控制器的安全运行。图7展示了BLG30T65FBL在420V 母线电压下(栅极驱动电压18V、节温175℃)，器件短路耐受波形。即便在高温、高电压的恶劣工况下，也能避免器件因短路损坏，减少伺服控制器突发停机，降低产线运维成本。图7 BLG30T65FBL高温、高栅压下短路耐受波形　　五、贝岭功率器件选型方案　　上海贝岭针对伺服控制器、通用变频器、工业缝纫机、跑步机、通用风机、园林工具等应用设计有多条650V IGBT产品线，涵盖电流等级8A-80A器件，欢迎垂询!具体型号参考表1。在高压伺服驱动器中，除了核心的功率器件，高效可靠的电源管理和信号处理芯片同样是确保系统稳定、可靠运行的关键，上海贝岭可提供电机控制相关的完整配套解决方案，具体型号参考表2。表1 功率器件选型列表表2 贝岭电机控制系统选型列表
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　　01 概述V2G示意图　　随着电动汽车的普及，市场对高效率、快充基础设施的需求日益紧迫。新一代电动车续航与电池容量不断提升，亟需配套快速直流充电方案。　　V2G(车辆到电网)技术进一步拓展了充电设施的功能边界，可将电动汽车电池电能回馈至电网，在用电高峰时提供支持。为实现这一功能，充电桩需集成双向转换器，使电动车不仅能充电，还能参与电网调节，提升电网对间歇性可再生能源的接纳能力。　　02 充电桩电路拓扑充电桩电路拓扑图　　直流充电桩分为前级AC/DC电路和后级DC/DC电路。交流/直流级(也称为 PFC 级)是电动汽车充电站中的第一级功率转换。它将来自电网的输入交流电源 (380– 415VAC) 转换为大约 800V 的稳定直流链路电压。前级拓扑主要有Vienna PFC和T 型 NPC PFC。　　直流/直流级是电动汽车充电站中的第二级功率转换。它将 800V 的传入直流链路电压(对于三相系统)转换为较低的直流电压，以便为电动汽车的电池充电。后级电路拓扑主要有LLC电路和双有源桥。　　03 上海贝岭IGBT技术特点　　贝岭IGBT7 平台采用先进的沟槽场截止(T-FS)技术制成。充电桩应用开关频率较高，BLG80T65FDK7以较低的Vce(sat)和开关损耗，能降低充电器热量损耗提高效率。该器件在25℃和175℃下的trade-off曲线表现更优，体现出其在导通损耗与开关损耗之间的良好平衡，为高功率密度充电桩设计提供了理想的半导体解决方案。　　产品特点：　　① 高开关频率　　② 产品耐压高　　③ 低饱和压降VCE (sat)，VCE (sat)呈正温度系数，易于并联使用。　　④ 开关性能优化，低栅极电荷(Qg)，低开关损耗　　⑤ 漏电小　　⑥ HV-H3TRB加严可靠性验证，保证极端运行环境下使用寿命　　⑦ 符合175℃结温的工业级考核标准　　3.1 低开关损耗　　在充电桩应用中，开关频率在20KHz—50KHz左右，其开关频率越高，开关损耗占比越高。在25℃和175℃条件下，我司BLG80T65FDK7产品Eon、Eoff和总损耗Ets均优于竞品H5系列。低开关损耗可提高充电桩系统的整体效率，并减轻散热负担，提高可靠性。　　3.2 低饱和压降Vce(sat)　　在温度25℃下，我司BLG80T65FDK7的Vce(sat)比竞品H5系列小16%左右。在温度175℃下，我司BLG80T65FDK7的Vce(sat)比竞品H5系列小14%左右。饱和压降明显优于竞品，有利于降低导通损耗。Vce正温度系数有利于单管并联使用，有利于两个IGBT的电流和温度达到一个动态平衡状态，从而避免了“电流集中”到某一个器件上导致过热损坏。　　3.3 低漏电流Ices　　常温25℃条件下，我司BLG80T65FDK7的BV曲线和竞品一致;高温175℃条件下，我司BLG80T65FDK7的漏电远小于竞品。对于充电桩这类要求持续高负荷运行的设备而言，BLG80T65FDK7较小的漏电特性可提高系统能效和稳定性。　　04 上海贝岭SiC MOS技术特点　　BLC16N120是一款N沟道增强型平面SiC MOSFET，采用第二代平面栅技术，具有低导通电阻、低电容、低栅极电荷、高开关频率和低开关损耗等优越性能。随着我国新能源汽车的发展，高转化效率、高功率密度的SiC MOSFET器件成为未来发展的必然趋势。本产品通过其创新性结构设计，可推动充电桩高效一体化高质量发展。　　产品特点：　　① 高开关频率　　② 低导通损耗，低导通电阻　　③ RDS(ON)温升系数　　④ 低开关损耗　　⑤ 低Crss，可进一步提高系统效率　　⑥ 高Cgs设计，可抑制高速开关过程中的过冲现象　　⑦ HV-H3TRB加严可靠性验证，保证极端运行环境下使用寿命　　⑧ 符合175℃结温的工业级考核标准　　4.1 低RDS(ON)温升系数　　在温度25℃下，我司BLC16N120的Rdson与竞品C，R，I，Z相同。在温度175℃下，我司BLC16N120的Rdson 为22.4mΩ，比竞品C，R，I，Z低15%—45%左右。我司BLC16N120在175℃时Rdson为常温1.45倍，温升系数低，易于高功率密度并联使用，可降低充电桩系统温升。　　4.2 低HDFM　　，是一个用于评估功率开关器件综合损耗的重要因数。该指标用于衡量器件的导通损耗和开关损耗，其数值越小，通常意味着器件在实际应用中的整体效率越高。我司BLC16N120的HDFM与竞品I相当，远低于竞品C，R，Z。　　4.3 高抗串扰能力　　对于充电桩高效率功率变换器而言，器件的抗串扰能力是系统鲁棒性与可靠性的核心指标。栅源电容与栅漏电容的比值(Cgs/Cgd)是衡量器件抗串扰能力的一个重要参数。该比值越大，通常表征器件的抗串扰能力越强。在全桥的拓扑结构中，器件具有高抗串扰能力，抵御桥臂直通风险的能力较强。　　05 直流充电桩贝岭选型方案　　为全面支持不同功率等级的充电桩设计，上海贝岭提供了覆盖650V与1200V电压等级的系列化半导体解决方案。该方案包含功率器件与关键IC芯片，为充电桩系统提供从功率转换到控制管理的完整技术支撑。功率器件包括高效IGBT、SiC MOS以及用于辅助电源的Planar MOS，满足主功率单元对高效率、高可靠性的要求。
2025-11-19 17:53 阅读量：339
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