纳芯微:以“一站式”“隔离+”理念重构服务器电源核心竞争力

发布时间:2026-03-05 11:46
作者:AMEYA360
来源:纳芯微
阅读量:1425

  在人工智能技术爆发式增长的推动下,服务器作为数字经济的核心基础设施,正面临着功率密度、能效水平和可靠性的严苛挑战,这让服务器电源的技术演进与产品升级成为行业关注的焦点,也为产业链相关厂商带来了历史性的发展机遇。仅以最热门的AI服务器电源为例,根据Valuates Reports的统计数据,2024年全球AI服务器电源市场规模为28.46亿美元,预计到2031年将增长至608.10亿美元,2025–2031年复合增长率高达45%。

  纳芯微战略市场总监郑仲谦在接受记者采访时表示:“服务器电源是纳芯微泛能源业务领域的重要市场之一(纳芯微泛能源领域包括发电端、输电端、用电端的相关应用),随着能源转型持续推进及AI技术的带动,该领域将保持良好的成长态势。当前,纳芯微在服务器电源领域已占据相对领先地位,可提供包括功率器件、功率驱动、传感器、电源管理、信号链、MCU等在内的完整解决方案,覆盖从前级UPS到AC/DC、DC/DC PSU,再到板级DC/DC的完整供电链条。”

  服务器电源行业:高压化、高效化与高功率密度并行

  当前,全球服务器电源行业正经历三大核心趋势的深度变革。其一是供电架构高压化演进,随着AI服务器功率从几十千瓦跃升至百千瓦级别,传统低压供电架构已难以满足需求,800V或正负400V高压HVDC架构成为主流方向,推动电源器件向更高电压、更高带宽适配升级。

  其二是服务器电源的能效标准持续提升,超越钛金级的能效要求成为行业追求。比如,在80 Plus官网上推出了红宝石级认证:要求230V、227V/480V的内部冗余电源中,PFC在50%负载下的转换效率达到96.5%,且功率因数不低于0.96;100%负载下要求转换效率达到92%,且功率因数不低于0.96。这种对功率的极限压榨,倒逼电源系统在采样精度、驱动效率和电源转换效率上实现突破。

  其三是第三代半导体(氮化镓、碳化硅)的应用普及,这些材料具有优异的特性,可显著降低开关损耗,从而大幅提高功率开关的工作频率,显著提升电源方案的功率密度。而这样的高功率密度方案,需要配套更高驱动强度、更快响应速度、更高可靠性的元器件方案。

  因此,上述趋势对相关元器件应用有着积极的带动作用。比如,纳芯微技术市场经理刘舒婷指出,传统应用中,仅PFC功率因数校准前存在1-2个采样点;随着服务器电源向HVDC(400V、600V、800V)演进,电源模块功率提升至25-30千瓦,为满足效率要求,采样点数量大幅增加——当前一个PSU系统的采样点已达到十几个,整体市场规模实现数倍增长。另外,PSU、DC电源模块、BBU、高压应用等场景的市场机会持续释放,推动整体市场规模不断扩大,为具备核心技术优势的企业提供了广阔的增长空间。

  在这些趋势和机遇背后,国产厂商获得了大量创新机会。当前,服务器电源市场呈现“海外主导、国产突围”的竞争格局——在DC电源模块、VCORE供电等核心领域,海外厂商凭借先发优势和标准制定权占据主导地位,800V电源架构等标准也多由海外企业提出。但在PSU、UPS及二级DC电源供电等领域,国内产业链参与度较高,成为国产厂商的核心突破口。纳芯微等国内企业凭借对本土客户需求的深刻理解、快速的定制化响应能力和完整的产品解决方案,在隔离、采样、驱动等关键器件领域逐步实现进口替代,市场占有率持续提升。尤其是在“隔离+”相关产品领域,纳芯微产品指标领先国内友商,具备较强的竞争力,出货量位居国内第一,形成了良好的市场口碑与客户基础。

  纳芯微一站式解决方案:全链路覆盖服务器电源核心需求

  如上所述,纳芯微针对服务器电源全链条提供一站式解决方案。该方案整合隔离、功率器件、传感器、MCU等多条产品线,能够为PSU、BBU、CBU等核心场景提供完整的器件支持与系统级解决方案。

  在PSU场景中,纳芯微的产品布局覆盖从输入侧整流与功率因数校正(PFC),到高压DC母线,再到隔离DC/DC变换及输出侧的关键功能模块。具体包括:

  电流与电压采样环节:纳芯微提供霍尔电流传感器(如NSM201x、NSM211x、NSM204x)、电流采样方案(NSCSA21x、NSCSA24x),以及隔离放大器与隔离比较器(如NSI1300、NSI1400、NSI1611、NSI22C1x),用于PFC输入侧、母线电压及LLC谐振腔等关键节点的电流、电压监测与保护。

  隔离与驱动环节:针对Si、SiC及GaN功率器件的应用,纳芯微布局了单通道隔离驱动(NSI6601、NSI6601M、NSI6801、NSI6801E),以及非隔离驱动(如NSD1026V、NSD1624、NSD262x),覆盖从PFC到隔离DC/DC级的多种拓扑需求。

  控制与通信环节:纳芯微提供MCU(如高端算力NS800RT7系列,中端算力NS800RT5/3系列,超高性价比入门级NS800RT1系列)、数字隔离器(NSI83xx系列)、隔离I²C(NSI8200)、隔离ADC(NSI130x系列)等器件,用于实现控制侧与高压功率侧之间的安全隔离与可靠通信。

  辅助电源(AUX power)环节:纳芯微提供反激与Buck类电源管理芯片,包括反激电源NSR28C4x、NSR284x、NSR224/60x和将于今年发布的NSV2801/2系列,以及Buck转换器NSR1143x、NSR1103x,为控制、驱动、采样及通信模块提供稳定供电。

纳芯微:以“一站式”“隔离+”理念重构服务器电源核心竞争力

  在BBU与CBU场景中,针对备电与电压稳定需求,纳芯微同样在采样监测、功率驱动、控制通信及辅助供电环节形成完整布局,满足双向DC/DC架构的数字或模拟控制需求。具体包括:

  采样与监测环节:纳芯微提供霍尔电流传感器(NSM201x、NSM211x、NSM204x)以及电阻式电流采样芯片(NSCSA21x、NSCSA24x),用于对锂电池或超级电容的充放电电流及功率回路状态进行实时监测。

  功率级驱动环节:针对BBU & CBU中双向DC/DC拓扑所使用的功率器件,纳芯微提供单通道隔离驱动产品(NSI6601、NSI6601M、NSI6801),以及非隔离驱动器件(NSD1026V、NSD1624、NSD262x),以满足不同功率级结构下的驱动需求。

  控制与隔离通信环节:纳芯微提供隔离RS-485(NSI8308x)、数字隔离器(NSI83xx系列)等器件,用于连接能量存储系统中的控制单元、采样模块与功率级,实现高压环境下的安全通信。系统控制可采用MCU(如高端算力NS800RT7系列,中端算力NS800RT5/3系列,超高性价比入门级NS800RT1系列)完成能量管理与控制策略的执行。

  辅助电源(AUX power)环节:纳芯微提供反激与Buck类电源管理芯片,包括反激电源NSR28C4x、NSR284x、NSR224/60x和将于今年发布的NSV2801/2系列,以及Buck转换器NSR1143x、NSR1103x,为控制、驱动、采样及通信模块提供稳定供电。

  “隔离+”技术:筑牢服务器电源安全防线

  作为纳芯微服务器电源一站式解决方案的核心,该公司隔离器件基于“隔离+”理念实现了多维度技术突破,形成了区别于行业同类产品的独特优势,成为保障服务器电源安全、可靠、高效运行的关键支撑。

  纳芯微技术市场经理谭园表示,“隔离+”是纳芯微隔离产品的核心理念。“隔离+”中的“+”体现在三个维度:增强绝缘的安全防线、全生态的产品矩阵、深度赋能的应用理解。

  一是增强绝缘提升安全。纳芯微提供功能绝缘、基本绝缘、增强绝缘等多等级产品,其中增强绝缘产品超越基本隔离标准,能为对单极绝缘有强需求的系统构筑更稳固的高低压安全边界。且纳芯微针对增强绝缘产品提供对应的认证证书、更高的绝缘等级及长期工作电压,以确保产品寿命。

  二是全产品生态整合。以电容隔离技术IP为核心,衍生出数字隔离器、隔离接口、隔离采样、隔离驱动等完整产品组合,进而实现变压器集成的IC级隔离电源解决方案。这一组合性、延展性的概念能够适配更多场景,为客户提供更高集成度、更小尺寸的产品。

  三是深度赋能应用。基于隔离技术和产品,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服务器电源的需求,实现系统级的安全、可靠与高效。

  隔离电源:以集成式+分立式方案适配多元应用场景

  随着电子系统对安全性和抗干扰能力要求的日益提升,隔离电源已成为服务器电源设计中的关键环节,即提供电气隔离供电的电源模块。

  在实际电路中,设计人员常使用的隔离器件(如数字隔离器、隔离接口、隔离驱动器)通常需要两个独立的电源供电:原边电源(VDD1)和副边电源(VDD2),且原边与副边不共地,核心目的是实现信号隔离,切断地回路干扰并保护系统安全。然而,如果供电电源本身不隔离,那么信号路径的绝缘意义将大打折扣,整个子电路仍无法实现真正的电气绝缘。因此,为隔离器件配备独立的隔离电源是系统的“强需求”,纳芯微的隔离电源IC产品,正是为了解决这一设计痛点而生。

  纳芯微技术市场经理谭园指出,纳芯微隔离电源产品提供集成式与分立式两种形态,形成优势互补。其中,集成式方案是纳芯微极具特色的方案,将变压器直接集成在芯片内部,实现高度集成化设计,方案尺寸极小且可靠性强、功能完善;分立式方案的核心特点是变压器外置于IC,用户需要自行搭配变压器、副边整流二极管等外围器件,灵活性强但尺寸较大,且变压器外置增加了潜在的失效点。

  在集成式隔离电源领域,纳芯微全新量产的NSIP9xxx系列是极具竞争力的一款产品。该系列产品是5V转5V、0.5W功率的高集成度隔离电源产品,可集成IO接口与隔离通信接口,特别适合对功率密度和板级空间有严格要求的应用场景,例如PC PSU的对外通信、BBU与BMS之间的通信等。

  NSIP9xxx系列具有四大显著优势:

  高集成度小型化:仅需输入输出电容即可工作,无需额外分立器件,与某些传统方案相比,体积有机会缩减至1/10;

  卓越可靠性:内置变压器避免了线圈断裂、运输震动、人工安装等传统风险,无需点胶固定等额外工艺步骤,且该系列产品温度范围宽,可满足严苛环境要求;

  优异EMC性能:该系列产品基于统一IP设计,辐射纹波小,满足严格电磁兼容标准,尤其是辐射(RE)性能;

  全面产品特性:该系列产品安规认证齐全,具备增强绝缘证书,隔离耐压水平优异,VIOSM(浪涌电压)、VIORM(重复工作电压)参数较高,涵盖车规、工业级产品。

  NSIP93086和NSIP9042是NSIP9xxx系列中极具代表性的产品。其中,NSIP93086集成隔离RS485接口与0.5W闭环控制DC/DC,提供宽体16脚、宽体20脚(SOW20)两种封装,尺寸与常规隔离器件相当但功能丰富。谭园称:“对于需要隔离RS485接口,且深受供电方案复杂、板级空间紧张、BOM成本高企困扰的客户而言,这款产品是理想选择。”

  NSIP9042与NSIP93086的核心区别在于集成隔离CAN接口与0.5W DC电源,同样提供16脚、20脚两种紧凑封装,以增强绝缘实现三种功能集成于一颗芯片。

  除了高度集成的NSIP9xxx系列,针对AI服务器电源中大量的灵活设计需求,纳芯微推出了分立式方案NSIP3266。这是一款内置全桥拓扑控制器的芯片,旨在为隔离驱动提供简洁、低成本且易于设计的供电选择。

  服务器电源包含大量功率级,除12V、48V等低压场景外,AC/DC、PFC、PSU等场景均存在隔离驱动需求。尤其是在追求高效率的场景中,功率级拓扑(如多电平)的路数增加,带动驱动供电路数增多,如何以简洁、低成本的方式实现供电(例如一带多的供电架构)是行业挑战。NSIP3266以五大优势赋能这类场景创新:

  宽耐压范围:对前级电源限制小,适应性强;

  集成软启动:无需MCU控制,省去副边限流电阻;

  内置晶振:集成晶振,开关频率自主控制,不占用MCU资源;

  全面保护:集成的欠压、过流、过温保护均为自恢复模式;

  高效率设计:在Demo测试中表现出优异的能效比。

  隔离采样:为高压系统构建安全精准的“信号桥梁”

  在服务器电源以及工业驱动、新能源汽车三电系统等高压应用场景中,核心的技术难点在于如何安全、准确地从高压侧采集信号并传输至低压侧,同时确保低压控制侧免受干扰。在这些应用中,隔离采样产品至关重要。

  纳芯微技术市场经理刘舒婷以服务器电源(PSU)的典型架构为例进行解读:PFC级对输入交流电进行整形和升压,LLC谐振变换器高效完成DC/DC转换,最终形成稳定输出。在整个功率链路中,安全准确地监测电压和电流至关重要。纳芯微的隔离采样芯片被部署于多个关键监测点,包括PFC级输入电压/电流检测、PFC级输出电压检测、LLC谐振腔电流检测与快速过流保护、DC/DC输出电流检测,这些芯片确保了系统在各工作状态下均能可靠运行,并及时响应异常状况。

  根据应用场景和功能需求的不同,纳芯微的隔离采样产品主要分为三类:

  隔离电压采样:用于监测系统各关键节点的电压信号。

  隔离电流采样:用于精确检测回路中的电流。

  隔离比较器:专用于快速硬件保护,如过流、过压的即时关断。

  在这三大隔离采样产品领域,纳芯微拥有丰富的产品组合。隔离电压采样方面,从王牌产品0-2V单端输入的NSI1311,演进至差分输入的隔离运放NSI1312、差分输入的隔离ADC NSI1316,同时推出自带隔离电源的电压采样NSI1361X系列;隔离电流采样方面,从主流产品NSI1300演进至迭代系列NSI1400/1200C,同样推出集成隔离电源的NSI360X系列;隔离比较器方面,纳芯微推出了新型隔离比较器NSI22C12,集成窗口比较器、隔离通道及高压侧LDO,相当于小型电路模块,可直接完成过压或过流保护,特别适用于服务器电源LLC谐振腔的快速过流保护需求。

  为了更好地满足市场对高可靠性、高功率密度及低设计难度的需求,纳芯微在隔离采样领域持续创新。比如,纳芯微集成隔离电源的NSI36xx系列能够帮助设计人员简化设计、降本增效。纳芯微上一代王牌产品NSI13XX需要分别为高压侧和低压侧供电,这在浮地采样等无可用隔离电源的场景下,不仅增加了工程师的设计难度,也占用了较大的PCB面积。NSI36xx系列的出现打破了这一局限,它仅需在低压侧提供单一电源即可正常工作,省去了复杂的高压侧供电电路。这一改进不仅显著降低了电源设计复杂度,还能节省30%-50%的板级面积,在空间受限的场景中优势巨大,同时可降低10%-20%的整体BOM成本。

  同时,NSI36xx系列里还拥有NSI36CXXR这样的差异化新品,集成了内部隔离比较器和差分转单端运放。其中,集成比较器可在1μs左右时间内检测异常状况并触发保护机制,大幅提升系统安全性和可靠性;新增的比例输出架构可直接与后级ADC匹配,减少信号调整电路的设计需求,降低设计成本,同时充分利用后级ADC的满量程,显著提升系统采样精度。

  NSI1611则是纳芯微最新推出的0-4V输入隔离电压采样运放,具有两大系统级优势:

  对地抗扰能力提升:将输入地干扰视为小型电压源,输入范围扩大一倍后,相同扰动电压的影响减小一半,抗扰动能力自然增强。

  系统采样精度优化:理论分析与计算显示,输入范围扩大后,在0-600V系统中,尤其是中低压侧,新款NSI1611(绿色曲线)相比老款NSI1311(红色曲线)的精度提升显著。

纳芯微:以“一站式”“隔离+”理念重构服务器电源核心竞争力

  输入形式方面,NSI1611提供单端或比例输出可选。比例输出版本可将后级参考电压直接接入芯片的Reference引脚,芯片自主完成差分转单端转换及简单自适应放大,帮助客户充分利用后级ADC满量程,提升整体采样精度。

  此外,在隔离比较器方面,纳芯微NSI22C12作为一个高集成度的单芯片方案,有效替代了传统CT方案和分立方案。其内部集成窗口比较器,支持正负阈值设定;集成内部隔离通道,比较后可直接输出隔离数字信号;高压侧集成高压LDO,供电范围从传统的3.5V-5V拓展至3.1V-27V,可直接接入驱动供电,使用简单高效;通过外接电阻即可高精度设置保护阈值,灵活用作过流、过压或过温保护;最核心优势是保护延迟极短,最大仅250纳秒,远超其他方案。

  结语

  在AI技术持续赋能、服务器电源向高压化、高效化、集成化加速演进的背景下,纳芯微以“隔离+”为核心的一站式解决方案正迎来广阔的市场空间。凭借深厚的技术积累、完整的产品布局与持续的创新能力,纳芯微不仅为服务器电源客户提供了安全、可靠、高效的器件支持,更通过技术突破与生态构建,推动着行业技术边界的持续拓展。

  面向未来,郑仲谦表示,纳芯微将继续从以下方面提升服务器电源产品的竞争力:其一,联合国内第三代半导体头部厂商,深化技术合作;其二,基于800V等已推出的标准,联合PSU客户、传统光伏客户(转型高压HVDC拓扑),共同突破DC电源模块、VCORE供电等领域;其三,随着国内核心AI芯片的发展,同步提供配套产品,为国产算力筑牢能源底座。

纳芯微:以“一站式”“隔离+”理念重构服务器电源核心竞争力


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2026-10-22 10:26 阅读量:157
支持1.5W功率输出满足多场景供电需求,纳芯微推出集成变压器的隔离电源NSIP505S15系列
  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
  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
2026-10-15 11:39 阅读量:250
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
  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。
2026-10-14 10:17 阅读量:261
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