纳芯微丨高密度AI服务器电源:HVDC隔离、SiC/GaN驱动、高带宽采样与400MHz实时控制

发布时间:2026-08-13 09:49
作者:AMEYA360
来源:纳芯微
阅读量:147

  文章导读

  高密度服务器电源设计:高压、高频、高功率密度和多相控制,带来哪些新的芯片设计要求;

  隔离+:800V高压架构下的耐压、CMTI、传输延时与集成设计;

  驱动:SiC/GaN高频开关对驱动电流、抗扰能力和延时匹配的要求;

  采样:高密度电源中的带宽、量程、精度与小型化设计;

  实时控制:多相电源对MCU运算性能、PWM和ADC资源的要求。

  五大落地路径

  电源设计应对高密度设计需求

  AI服务器功率和功率密度不断提升,对电源的通流能力、转换效率和散热带来更大挑战,设计主要从以下五个方向进行优化:

  大功率回路硬件扩容

  一方面选用大规格功率半导体器件,或采用多器件并联提升回路通流能力;另一方面采用多相交错电源架构,通过多个功率子模块协同工作,针对重载、轻载等不同工况优化电源转换效率,是当前大功率PSU的主流设计思路。

  系统架构高压化(HVDC高压直流)

  800V高压母线方案大范围普及,通过提升系统额定电压降低回路传输电流,减少线缆、铜排的传导损耗,同时缩减母线铜材占用空间,从系统层面提升整机功率密度。

  开关电源高频化

  利用SiC、GaN等宽禁带功率器件的高频特性,提高电源开关频率,缩小变压器、电感、电容等无源器件体积,是提升电源功率密度的重要技术路径。

  软开关拓扑+开关速率优化

  通过提高开关速度或采用软开关技术降低功率器件的开通和关断损耗,并通过降低损耗减小散热器尺寸,进一步节省PCB板卡空间。

  液冷散热+高密度PCB布局

  采用浸没式、冷板式液冷等方案提升散热能力;同时结合元器件小型化和高密度PCB布局,提高机箱内部空间利用率。

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  以上五项优化主要集中在功率主回路,高压、高频和高密度设计也会影响控制回路,对隔离、驱动、采样和实时控制芯片的性能与集成度提出更高要求。

  四类芯片设计挑战

  高压、高密度带来更高性能要求

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  隔离类IC

  高压安规、抗扰能力与集成化设计要求

  高压化是AI电源的重要趋势,隔离芯片作为高低压电气隔离的关键界面,承担系统安规防护作用,在800V及更高电压系统中,主要面临四方面技术要求:

  满足安规隔离耐压要求,保障系统用电安全;

  高频开关带来节点电位快速跳变,芯片需要较高的CMTI共模瞬态抗扰度,降低高压瞬态干扰造成通信失效、系统误动作的风险;

  随着开关频率提升,控制环路响应加快,隔离芯片需要更低的信号传输延时,保障主控与功率侧信号同步;

  800V系统对器件爬电距离和封装提出更高要求,分立器件方案会占用更多PCB面积,多功能集成化隔离芯片有助于降低板级空间占用。

  针对上述需求,纳芯微采用第三代电容隔离架构,并结合Adaptive OOK自主调制技术。相关产品可支持1500Vrms、2121VDC工作条件,设计使用寿命超30年;典型CMTI共模瞬态抗扰度>150kV/μs,实验室测试可达200kV/μs以上;最高通信速率150Mbps,信号传输延时可控制在15ns以内,满足高速控制链路需求。

纳芯微丨高密度AI服务器电源:HVDC隔离、SiC/GaN驱动、高带宽采样与400MHz实时控制

  基于自研隔离技术,纳芯微形成了丰富的隔离产品矩阵,覆盖数字隔离器、隔离采样、隔离接口、隔离电源、隔离栅极驱动等产品,并推出二合一、三合一等集成化产品,如隔离电源+隔离接口二合一芯片、隔离电源+隔离驱动+隔离采样三合一芯片,可通过单颗器件集成多项功能,减少外围器件数量和电路复杂度。

纳芯微丨高密度AI服务器电源:HVDC隔离、SiC/GaN驱动、高带宽采样与400MHz实时控制

  纳芯微隔离产品覆盖不同隔离等级和爬电距离需求,基于在光储1500V高压应用中的技术积累,相关产品可适配800V HVDC数据中心高压母线,并面向更高电压等级的应用需求进行产品布局。爬电距离规格覆盖2mm、8mm、15mm等,其中2mm器件适用于低压小型电源的功能绝缘需求,8mm、15mm器件可满足高压系统的加强绝缘需求,适配不同功率等级PSU的选型。

  驱动类IC

  大电流、高抗扰、集成负压,适配新一代功率器件

  随着SiC、GaN等宽禁带功率器件的应用,隔离驱动芯片面临三方面更高要求:

  大功率器件通常具有更大的结电容,同时电源开关速度不断提升,驱动芯片需要在更短时间内完成功率器件结电容的充放电,因此需要更强的拉灌电流能力;

  驱动异常可能导致功率器件失效,因此对驱动IC的CMTI共模瞬态抗扰能力提出更高要求;

  高开关频率下死区时间缩短,对驱动通道的延时一致性提出更高要求,同时也推动驱动芯片向更高集成度发展。

  纳芯微针对数据中心高密度电源的驱动产品主要包括高性能隔离驱动和GaN专用驱动两类,可适配不同功率器件的驱动需求:

  高性能隔离驱动:产品按输入类型分为光耦兼容电流输入、TTL/CMOS电压输入两大系列;功能覆盖UVLO欠压保护、米勒钳位、DESAT退饱和保护、软关断、故障报警等,部分型号进一步集成隔离ADC及功能安全相关电路。相关产品输出拉灌电流可达±10A,可适配800V架构下大功率SiC器件的驱动需求。

  GaN专用隔离驱动芯片:GaN器件导通阈值较低、开关速度快,对误导通抑制提出更高要求。传统方案通常通过外部分立电路实现负压关断,占用一定板级空间。纳芯微GaN驱动芯片集成负压生成电路,可直接实现负压关断,减少外围辅助供电器件和PCB面积占用;产品覆盖高压GaN、低压GaN及不同输出电流规格,为不同应用提供相应选型。

纳芯微丨高密度AI服务器电源:HVDC隔离、SiC/GaN驱动、高带宽采样与400MHz实时控制

  纳芯微驱动方案覆盖AI服务器电源前级SST、整流模块、BBU/CBU储能单元、二次/三次侧DCX变换器、板载千瓦级IBC电源及多相交错Buck电源等环节,并支持单向高压GaN、单向低压GaN、双向GaN及不同规格SiC器件。

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  采样与信号处理IC

  多方案分层落地适配AI服务器电源采样需求

  AI服务器电源控制环路速度提高、电磁环境更加复杂,对采样器件的带宽、CMTI共模瞬态抗扰能力和量程提出了更高要求。电流采样常见方案包括集成霍尔、采样电阻+隔离运放、开环电流传感器和CT电流互感器等,不同方案在体积、精度、带宽及磁滞等方面各有特点,需要根据具体应用选择。

纳芯微丨高密度AI服务器电源:HVDC隔离、SiC/GaN驱动、高带宽采样与400MHz实时控制

  功率密度优先的设计中,集成霍尔电流传感器通过集成基准、OCP过流保护等功能,减少外围调理电路;对采样精度要求更高的场景,则采用采样电阻+隔离运放架构。纳芯微产品覆盖这两类技术路线。

  以霍尔电流传感器为例,纳芯微针对不同电压、电流等级布局了多款产品:

  800V高压AIDC应用:耐压1550V、50A量程、8mm爬电距离、2MHz带宽;

  54V/12V低压电源:4×4mm小型封装、100A量程;

  大功率SST等高电流应用:200A以上大量程线性霍尔产品

纳芯微丨高密度AI服务器电源:HVDC隔离、SiC/GaN驱动、高带宽采样与400MHz实时控制

  实时控制专用MCU

  高主频、多通道,满足电源实时控制需求

  电源实时控制MCU是数字控制与功率硬件之间的重要桥梁。多相交错拓扑带来多路PWM同步输出需求,叠加开关频率提升,对MCU的实时运算能力、采样通道数量及控制精度提出了更高要求。

  纳芯微电力电子专用MCU覆盖200MHz~400MHz Cortex-M7单核/多核架构,针对电源应用优化运算性能、片上存储、PWM及工业通信接口等资源配置,适配不同功率等级的服务器电源:

  7系列实时控制MCU:双400MHz Cortex-M7内核,搭载32路HRPWM、40路模拟采样通道,可用于大功率SST、HVDC AC-DC PSU等实时控制场景;

  5系列实时控制MCU:240MHz单核Cortex-M7,配置16路PWM输出,可用于PSU、DC-DC电源等应用;

  1系列实时控制MCU:200MHz单核Cortex-M7,适用于板载IBC、Buck等电源控制场景。

纳芯微丨高密度AI服务器电源:HVDC隔离、SiC/GaN驱动、高带宽采样与400MHz实时控制

  面向AI数据中心电源高压、高频、高功率密度的发展趋势,纳芯微已形成隔离、驱动、信号采样和实时控制MCU等核心产品组合。

  以整机PSU为例,除上述四类产品外,还包括NTC温度传感器、高精度电压基准源、反激控制芯片、低压LDO、热插拔保护控制器等器件,满足温度监测、电压基准、辅助供电及系统保护等功能需求。

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  同时,纳芯微可结合客户具体的系统设计需求提供芯片选型与应用支持,根据整机尺寸、额定功率、母线电压、散热架构等参数,协助进行器件选型和方案优化,为AI服务器电源不同架构和功率等级提供相应的产品与技术支持。

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纳芯微丨SafeNovo® | 车载电源系统功能安全系统方案
  在智能驾驶向高阶演进的过程中,高压直流转换器(DC-DC)作为车载电源系统的核心组成部分,承担着将动力电池高压直流电转换为低压稳定电压的关键功能,持续为激光雷达、域控制器及电子门把手等低压负载供电,其输出电压的稳定性与可靠性直接决定上述设备能否正常工作。DC-DC 处于新能源汽车高压电气架构的关键节点,除完成电压变换外,还须集成过压、欠压保护及诊断功能。  本文将围绕车载电源系统的低压安全目标,阐述其功能安全方案的设计思路与实现路径。  01  车载电源的功能安全要求  车载充电机(OBC)负责将外部交流电转换为高压直流电,为动力电池充电,并在 V2L/V2V/V2G 等场景下实现反向逆变;DC-DC 转换器则将电池高压直流电转换为低压为整车低压网络供电,并在整车上电时通过低压电池对高压电容进行反向预充(上高压)。两者在高压电气架构中共享高压直流母线接口,且在功率拓扑、开关器件及磁性元件上存在复用空间,这为集成化设计提供了技术基础。  基于上述特性,OBC 与 DC-DC 转换器的集成化已成为行业主流设计。此类“二合一”乃至“多合一”方案通过共享结构壳体、冷却流道及控制电路,或在功率拓扑层面进一步复用开关器件或磁性元件,有效提升了功率密度,降低了整机重量。集成后的电源系统需同时满足充电高压安全、热安全与低压供电安全等多重目标。尽管现行国标尚未要求低压系统按功能安全流程开发,但高阶智驾与线控底盘等应用的渗透率不断提升,行业实践已对其提出更严苛的要求。  整车安全目标的导出,须基于危害分析与风险评估(HARA),分析故障行为对人员的影响,通过标准化流程评定风险等级,进而推导出整车层面的安全目标。  以车载电源系统的低压安全为例,若 DC-DC 低压侧输出过压,可能对下游低压负载造成直接且不可逆的损害。典型受影响的关键负载包括域控制器、激光雷达、摄像头等智能驾驶感知与决策单元,ABS/ESP 等线控制动执行模块,电动转向助力系统(EPS)控制器,以及行车大灯、制动灯等照明系统。一旦发生过压,上述负载可能在瞬间被击穿或烧毁,进而引发 ADAS 感知与决策功能完全丧失、转向与制动助力异常退出、全车灯光失效、车门锁止系统失控等连锁高危场景。依据 SAE J2980 给出的风险评估方法,可结合故障行为对人身安全影响的严重度、暴露概率与可控性三个维度,对上述场景进行危害分析与等级评定。  图二 低压安全目标推导示例  基于上述危害分析,国内外主流车企已形成技术共识:低压网络功能安全水平实质上构成了整车安全能力的上限。因此,DC-DC 须集成低压过压与欠压的检测及保护功能,一旦检测到相关事件,系统须在故障容错时间间隔(FTTI)内主动进入安全状态,以最大限度阻断故障对后端敏感负载的冲击。  在安全等级分配上,过压检测与关断功能通常按最高等级 ASIL D 进行开发。而在欠压工况下,由于整车低压蓄电池具备一定的储能容量,能在 DC-DC 输出跌落时短期维持关键负载供电,事故可控性相对较高,因此一般遵循 ASIL B 的要求予以实现。  根据上述安全目标,可进一步导出 DC-DC 输出过欠压分级保护的功能安全需求(本文中阈值相关参数仅为示例,具体定义应按主机厂要求):  1. 过压保护  需依据过压幅值定义分层响应策略:  第一级阈值(16V~17V):要求系统在百毫秒级完成检测与关断。该设计允许短时轻度过压不被误触发,以提升系统在负载动态及纹波扰动下的鲁棒性。  第二级阈值(21V及以上):要求系统在微秒级快速响应并立即关断输出,以防止敏感低压负载瞬间击穿。  2. 欠压保护  同样采用分级策略,并根据故障严重程度施加额外的隔离措施:  第一级阈值(低于9V):系统通过毫秒级检测进行故障报告。  第二级阈值(7V及以下):低压蓄电池能量可能反向倒灌进入 DC-DC 输出端,需由硬件电路实现反向过流检测并立即触发保护。  强制隔离要求:与过压保护仅关断输出不同,欠压保护还要求 DC-DC 在停止工作的同时,主动断开与低压蓄电池之间的电气连接,以防止输出端口内部短路时反灌回路无法被安全切断。  未来随着整车低压网络向48V演进,过压与欠压的保护阈值及故障容错时间间隔(FTTI)窗口需重新标定,但分层保护的基本逻辑保持不变。该策略同样可应用于双 DC-DC 冗余供电架构中:当某一路 DC-DC 出现异常过压时,可在规定的时间窗口内关闭故障通道,并由另一路无故障通道持续供电,从而实现故障隔离与功能维持。这种双 DC-DC 冗余设计(例如两路独立的 DC-DC 分别供电或互为备份)在智驾、线控底盘控制器等高安全等级系统中已较为常见,可有效防止单点过压故障导致系统掉电。  02  低压过压保护功能安全方案  在当前的 OBC/DC-DC 控制架构中,主要存在几种不同的架构方案。一种方案采用单颗高性能 MCU 完成全部控制。另一种方案采用 DSP+MCU 的芯片架构:DSP 仅专注于 OBC、DC-DC 的功率算法控制,低压功能及系统相关控制则由 MCU 实现。在功能划分上,还有一种实践是将与交流桩、直流桩、充电插座、充电盖板的复杂交互功能全部集成到 BMS 或 VCU 中,此时 OBC/DC-DC 只需用 DSP 进行功率算法控制,无需 MCU。  上述不同的控制架构在芯片选型及功能集成度上差异显著,这直接决定了 DC-DC 两级过压保护(如第一级慢速保护与第二级硬件快速保护)在实现 ASIL D 系统功能安全时需要采取截然不同的分解与冗余策略。下文将分别围绕上述不同的架构方案,逐一探讨如何通过安全功能设计满足 DC-DC 两级过压保护的 ASIL D 要求。  架构一:单颗高性能 MCU  该架构升级功能安全的核心逻辑是追求每一个核心器件的“功能安全”,即 DC-DC 系统的 MCU、PMIC/SBC 等核心器件本身需要具备对应的 ASIL 等级。OBC 的控制功能视 MCU 资源而定,可以和 DC-DC 控制共用 MCU,或单独用 DSP 进行控制。  图三 单颗高性能 MCU 功能安全升级措施  通过单颗 ASIL D MCU 实现电压监控功能,部分关键安全机制如下:  冗余电压采样  低压电压采样故障在 DC-DC 系统中构成典型的单点失效:一旦采样值偏低,控制环路会误判输出电压不足而持续升压,导致实际电压过冲,同时依赖该采样值的过压保护功能也会随之失效。为消除这一单点风险,需设置两路独立的低压电压采样通道(图四.a),其中一路供应用层软件实现控制功能,监控层软件则同时接入这两路采样信号,执行电压采样合理性校验,从而有效诊断并覆盖该单点故障。  控制与冗余关断  应用层软件专注于功率算法;监控层软件则作为独立安全通道,利用独立的采样与判断逻辑持续监测第一级慢速过压。一旦识别到故障,监控层直接控制安全状态输出信号(图四.b)。在此基础上,引入硬件过压比较器作为第二级快速过压检测,当输出电压超过硬件设定阈值时,比较器直接通过纯硬件链路触发关断,从而以极低延迟(微秒级)响应过压事件(图四.c),与第一级过压保护形成时间域上的分层覆盖,满足对故障容错时间间隔的要求。  关键供电和基础设施安全  关键电源轨(采样参考供电、MCU 主核供电)及硬件比较器电路需由 ASIL D 等级的 PMIC/SBC 供电保障。该 PMIC/SBC 与 MCU 需建立相互看门狗机制,并对各自内部状态进行持续监控,同时通过上电自检确认硬件关断路径完好。任一监控项异常,均触发独立的故障关断路径使系统进入安全状态(图四.d),避免因关键供电、芯片或安全机制失效导致安全目标被违背。  关断路径  故障汇总使能硬件单元(基于或门逻辑),集中汇聚 MCU 监控层软件触发的安全状态、MCU/PMIC 硬件监控层触发的安全状态以及硬件故障相关的安全状态,并直接控制驱动芯片的使能端执行关断(图四.e)。任意一路信号有效,即触发硬件关断。  图四 架构一 功能安全系统框图  架构二:DSP+MCU 组合架构  该架构将功率控制、低压功能与功能安全进行了解耦拆分:两颗 DSP 芯片仅专注于功率算法控制,另由一颗独立的功能安全 MCU 承担低压功能管理、故障检测及安全状态使能。  图五 DSP+MCU 组合功能安全升级措施  与架构一相比,该方案将监控相关功能全部移植到 MCU 中。监控功能的安全等级可依据 DC-DC DSP 是否为功能安全芯片进行灵活分解:图六所示方案中,DC-DC DSP 自身仅执行基本看门狗等监控,达到 ASIL A(D) 等级;而核心监控功能则按照 ASIL C(D) 开发:  冗余电压采样(图六.a);  MCU 监控层检测第一级慢速过压,两路合理性故障过压触发安全状态(图六.b);  硬件第二级快速过压检测触发安全状态(图六.c);  硬件监控层触发安全状态(图六.d);  安全状态汇总触发驱动芯片关闭(图六.e);  与单 MCU 架构的唯一区别在于,该方案将功率相关的 PWM 控制放入了 DC-DC DSP。  图六 架构二 功能安全系统框图  架构三:纯 DSP 组合  升级方案一  当 OBC/DC-DC 的低压相关功能均集成到整车其他控制器的时候,对于 OBC/DC-DC 来说就仅需执行功率控制,这个时候功能安全实现也就转移到了 DSP 中。  图七 纯 DSP 组合功能安全升级措施一  在该双 DSP 冗余架构下,DC-DC 输出级的“检测—判断—执行”安全功能被分解至两颗 DSP,并通过 PMIC/SBC 及外围电路满足相应安全等级,以 DSP 冗余实现系统级高功能安全。关键安全机制细化为以下四个层面:  冗余电压采样  DC-DC 输出电压两路采样信号同时接入 DC-DC DSP 与 OBC DSP,第一路采样仅需提供给 DC-DC DSP 用于功率算法控制,另外两颗 DSP 监控层软件均采样两路进行合理性校验(图八.a)。  控制与冗余关断  正常工作时,由 DC-DC DSP 负责实现输出功率算法控制。与此同时,DC-DC DSP 与 OBC DSP 均具备独立检测第一级慢速过压的能力,并各自控制一路安全状态输出信号。任一 DSP 识别到过压,会通过监控层软件触发关断(图八.b/c),即使 DC-DC DSP 发生失效,冗余 DSP 仍能可靠地使系统进入安全状态。同时第二级快速过压检测和前述架构保持一致(图八.d)。  关键供电与基础设施安全  两颗 DSP 的关键电源轨(包括采样参考供电、主核供电等)、硬件比较器电路均由满足 ASIL D 等级的 PMIC/SBC 提供。该 PMIC/SBC 与 DSP 需建立看门狗机制,并对各自内部状态进行持续监控。DC-DC DSP 也应具备上电自检功能检查硬件关断路径是否正常。任何监控机制检测到异常,都需触发安全状态输出(图八.e)。  关断路径  所有安全状态信号包括:两颗 DSP 监控层软件触发的故障、PMIC/SBC、两颗 DSP 硬件监控层触发的故障以及硬件过压比较器信号,统一汇入一个基于或门逻辑的故障汇总硬件单元,该单元直接控制驱动芯片的使能端执行关断(图八.f)。  图八 架构三 功能安全系统框图一  升级方案二  鉴于基于 DSP 的功能安全监控软件开发存在一定难度(需构建严格的软件分区隔离、双通道交叉比较、程序流检测与窗口看门狗等复杂冗余机制),且对该软件监控自身的鲁棒性(如发生共因失效或软件本身缺陷时可能无法可靠关断)存在顾虑,下述方案完全摒弃 DSP 内部自带的安全机制,转而通过增加独立外部硬件电路来实现第一级电压监控,从而简化系统安全架构的设计。  图九 纯 DSP 组合功能安全升级措施二  与架构三的升级方案一相比,该方案将第一级过压检测移植到硬件比较器进行实现。图十所示方案中,DC-DC DSP 自身仅执行基本看门狗等监控,达到 ASIL A(D) 等级;两级的过压检测均由硬件实现:  控制用电压采样(图十.a);  硬件检测用电压采样(图十.b);  硬件第一级慢速过压检测触发安全状态(图十.c);  硬件第二级快速过压检测触发安全状态(图十.d);  硬件监控层触发安全状态(图十.e);  安全状态汇总触发驱动芯片关闭(图十.f);  图十 架构三 功能安全系统框图二  该方案有三个局限性:  硬件冗余关断与自检  硬件过压慢速保护提供冗余关断路径,必须通过关断路径自检覆盖潜伏失效;该保护路径的自检可能显著延长上电时间,需在安全覆盖与启动性能间取得平衡。  硬件过压滤波的响应  硬件 RC 滤波下,触发时间随过压幅值增大而缩短,无法实现软件的延时一致性;若采用该方案则滤波参数须与客户共同定义并达成一致,避免因响应差异导致鲁棒性问题。  图十一 硬件滤波时间示例  欠压保护功能安全实现  欠压保护采用冗余硬件实现难度较大,部分 DC-DC 要求不带小电池启动,一般由软件实现故障检测。  在电源系统升级的实际落地中,升级方案一采用系统集成与开发简化的设计思路:通过复用现有 MCU 资源实现高功能安全要求,无需额外使用高安全等级的 MCU,从而降低 BOM 成本和开发投入。该方案将软件及系统架构的改动限制在可控范围内,显著缩短开发周期。此外,该设计支持 OBC 系统后续平滑升级功能安全等级,具备良好的架构扩展性。  03  低压欠压保护功能安全方案  在基于上述架构的前提下,第一级欠压故障的检测方法与过压基本一致,但欠压无法采用硬件比较器进行快速检测。第二级欠压故障因 DC-DC 输出端口与小电池之间的压差较大,可利用低压侧反向过流检测实现快速判断。在故障响应中,为避免内部短路导致能量反灌,除停止 DC-DC 功率输出外,还需断开 DC-DC 输出端口与小电池的连接,这就要求在 DC-DC 输出端口配置一个安全开关。同时,DC-DC 还可利用该安全开关断开与闭合前后的电压变化,来判别故障属于 DC-DC 内部还是外部,进而采取不同的关断措施。  图十二 欠压检测功能安全系统框图
2026-08-04 14:31 阅读量:313
国产首款霍尔双码道游标算法磁编码器发布,纳芯微实现双技术路线编码器布局
  近日,纳芯微正式推出双码道游标算法磁编码器芯片NSM350x系列。作为国产首款基于霍尔原理的双码道游标算法磁编码器产品,NSM350x系列可实现高精度单圈绝对值角度检测,进一步丰富纳芯微在高精度角度检测领域的产品布局。  随着NSM350x系列发布,纳芯微成为国内首家同时拥有磁感应与电涡流感应两种技术路线双码道游标算法编码器产品的芯片企业。  其中,NSM350x系列基于霍尔磁感应原理,此前推出的MT6901则基于电涡流感应原理。两类产品可针对不同应用场景、安装结构及性能需求,为客户提供更加丰富的角度检测解决方案。  纳芯微基于磁感应与电涡流技术的  双码道游标编码器产品组合  近年来,机器人、工业自动化及智能装备等应用快速发展,高精度角度检测已成为提升运动控制性能的重要基础。尤其是在机器人关节向小型化、高自由度和中空化结构方向演进的过程中,编码器不仅需要具备更高检测精度,还需兼顾安装空间、结构灵活性与长期可靠性。  针对上述需求,NSM350x系列采用差分霍尔检测架构,结合双码道游标磁环,实现单圈绝对值角度检测,同时集成了纳芯微在磁性角度编码器产品方向上多年积累的自校准算法,提供客户端简便的自校准功能,以消除由元器件失配、机械结构、安装偏差与磁环充磁不均匀等带来的影响。  相比传统方案,产品支持磁环与芯片离轴安装,为中空关节及工业运动控制系统提供更大的机械设计自由度。同时,产品按照AEC-Q100车规级标准设计,可为工业自动化、机器人及汽车电子等应用提供长期稳定可靠的运行保障。  依托NSM350x系列,纳芯微进一步完善了覆盖在轴与离轴应用场景的角度检测产品矩阵。结合此前推出的电涡流双码道游标算法编码器产品,公司已形成涵盖磁感应与电涡流感应两大技术路线的位置检测解决方案,可根据不同应用对于精度、成本、安装结构及环境适应性的需求,为客户提供更灵活的选型空间。  纳芯微面向机器人关节的多元角度检测解决方案  高精度绝对值角度检测能力  在性能方面,NSM350x系列内部集成差分霍尔传感器,可检测垂直于芯片表面的磁场变化,并通过双码道游标算法实现高精度角度测量,绝对角度分辨率最高可达22 bit。在简洁自校准模式下,积分非线性(INL)典型值为±0.3°;在匀速自校准模式下,INL典型值为±0.1°,帮助客户在校准效率和检测精度之间实现灵活平衡。  灵活适配不同尺寸与结构设计  NSM350x系列提供多种磁间距配置,其中NSM3500、NSM3501和NSM3502分别对应1.28 mm、1.5 mm和2mm磁间距游标磁环。  同时,产品兼容16、32和64对极外码道设计,可满足不同尺寸的机器人关节模组及工业控制系统的应用需求。  注:目前NSM3502开放样片申请,同系列其他产品暂未开放。  丰富接口与宽电压支持  NSM350x系列支持ABZ、SPI、PWM、UART及UVW等多种输出接口,兼容3V至5.5V宽电压输入范围,并通过AEC-Q100车规级认证,同时支持硬件复位功能,可进一步提升系统运行稳定性与可靠性。
2026-07-31 13:20 阅读量:375
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