前言
在電氣系統設計中,隔離器件是保障系統安全和信號完整性的關鍵組成部分。隨著工業4.0、新能源汽車等產業的快速發展,對數字隔離器的性能、可靠性和安全性提出了更高的要求。而傳統光耦隔離器存在壽命短(5-10年)、數據速率低(<10Mbps)、CMTI(共模瞬態抗擾度)弱(<50kV/μs)等痛點,而納芯微(NOVOSENSE)推出的NSI824x系列四通道數字隔離器,憑借獨特專利技術、車規級可靠性與寬場景適配能力,成為數字隔離器解決方案的優選,可無縫滿足工業控制、汽車電子、醫療設備等嚴苛隔離需求。
一數字隔離技術:系統安全的守護者
在介紹NSI824x系列器件之前,我們先來簡單講解一下什么是數字隔離器。數字隔離器是一種在電氣系統中承擔著信號傳輸和電氣隔離的關鍵器件,具體作用是電氣安全保護、信號傳輸與兼容、抑制噪聲和增強系統可靠性。它與光耦合器或變壓器等傳統方法不同,數字隔離器利用基于半導體的技術跨隔離屏障傳輸數字信號,而無需物理連接,能將輸入信號進行轉換輸出,確保數據在電路間安全、可靠地輸出,同時隔離高電壓、噪聲等干擾,具有更低的功耗、更高的數據速率和更強的抗干擾能力。
總的來說,數字隔離器件能有效防止噪聲、接地環路和電壓尖峰干擾信號完整性,且隔離高低壓回路,防止高壓擊穿損壞低壓器件,提高系統可靠性和安全性,保證電氣系統運行的穩定性與可靠性,同時還能保護操作人員安全。
關鍵參數 | |
隔離電壓 | 隔離屏障能承受的交流電壓(1 分鐘測試),決定適用電壓等級 |
數據速率 | 最大信號傳輸速率,決定適配接口(如150Mbps可覆蓋SPI、RS485、PWM等高速信號) |
共模瞬態抗擾度(CMTI) | 抵抗共模電壓快速變化的能力,值越高抗干擾能力越強,越適合高速開關場景(如電機驅動、逆變器) |
傳播延遲 | 信號從輸入到輸出的延遲,影響信號實時性(如電機PWM驅動的相位精度) |
通道數與方向 | 輸入/輸出通道數量與方向,決定適配拓撲(如單向3入1出適配傳感器信號隔離,雙向2入2出適配SPI雙向通信) |
二核心技術突破:Adaptive OOK編碼技術
納芯微的NSI824x系列器件是高可靠性四通道數字隔離器,采用了納芯微自研專利的“Adaptive OOK”編碼技術,該技術通過動態調整射頻載波參數,實現了隔離器件高共模抑制、低輻射和低誤碼率的三重優勢,從而提升整個系統的抗擾性和可靠性。
與傳統解決方案相比,該技術通過載波頻率自適應調整,抵消共模電壓突變產生的干擾,確保信號不被誤判。NSI824x器件的共模暫態抗擾度(CMTI)可達250kV/μs,高抗共模瞬態干擾能力使得NSI824x系列產品特別適合于高速開關場合,能很好地抵抗快速瞬態干擾,滿足復雜嚴苛的應用環境要求。
該技術還顯著降低了電磁輻射(EMI),相比傳統固定頻率載波,動態載波減少頻譜集中干擾,系統級EMC測試(如EN 55022 Class B)通過率提升30%,可使產品在復雜電磁環境中表現出更好的穩定性。同時集成信號校驗與重傳機制,在強干擾環境下(如工業現場的變頻器噪聲),實現了更低的誤碼率,保障了數據傳輸的可靠性。
三全面性能特性:卓越的技術參數
NSI824x系列器件支持多種絕緣耐壓等級:3kVrms, 5kVrms, 8kVrms等,可滿足不同應用場景的隔離耐壓需求,同時在低功耗下提供高電磁抗擾度和低排放。NSI824x器件的數據速率可達150Mbps,傳播延遲低于15ns,能夠在保證信號完整性的同時實現高速數據傳輸。
功耗方面,NSI824x器件同樣表現出色,在1Mbps速率下,NSI824x器件每通道功耗僅1.5mA,適合對功耗敏感的,如電池供電的應用場景中,能很好地節省能源。
環境適配方面,2.5V至5.5V的寬電源電壓范圍,支持與大多數數字接口直接連接,易于電平轉換。該系列產品考慮汽車級/工業級應用,工作溫度范圍寬廣,能在-40℃~+125℃的寬溫范圍內正常工作,能夠適配極端高低溫工作環境。
NSI824x器件四通道設計,支持單向(如3入1出)、雙向(如2入2出)靈活配置,提供輸入失電時的默認輸出電平配置——輸入失電時默認輸出可設為高/低電平(通過引腳配置),適配不同系統的故障安全需求,增加了設計的靈活性。
| 產品特性 |
| 隔離耐壓最高達8000Vrms |
| VDE增強型隔離認證 |
| 數據速率DC至150Mbps |
| 高CMTI:250kV/μs |
| 芯片級ESD:HBM±8kV |
| 增強的系統級ESD、EFT、抗浪涌能力 |
| 低傳播延遲典型值<15ns |
| 低功耗:1.5mA/ch (1Mbps) |
| 工作溫度:-40~125℃ |
| AEC-Q100認證 |
| 符合RoHS的封裝:SOP16(300mil), SSOP16, SOP16(600mil) |
四
可靠設計:保障系統長期穩定運行
NSI824x系列所有產品設備均提供AEC-Q100(Grade 1)選項(車規級標準),安全可靠,保證器件在極端環境下依然能夠穩定工作。
NSI824x系列器件在設計之初就注重產品的長期可靠性,采用強化隔離柵材料,超長使用壽命能為用戶提供持久穩定的服務。該產品具備優異的系統級EMC性能,包括增強的系統級ESD、EFT和抗浪涌能力,芯片級ESD防護達到HBM±8kV,提高了系統使用的可靠性和穩定性。
NSI824x系列器件提供多種封裝選擇,包括SOP16、SSOP16、SOW16和SOWW16,所有封裝均符合RoHS標準,滿足不同應用場景的空間和布局需求。

NSI824x框圖
五
完善的安全認證:助力國際布局
NSI824x系列器件還有完備的安全認證,通過多地區權威認證,滿足全球市場準入要求:
通過了UL1577安全認證,不同封裝隔離電壓認證——SSOP16(3kVrms)、SOP16(300mil)(5kVrms)、SOP16(600mil)(8kVrms),測試時間1分鐘。
VDE 0884-17:增強隔離認證(SOP16系列)、基本隔離認證(SSOP16),VIORM=2121Vpeak(增強隔離)、565Vpeak(基本隔離)。
還獲得了CQC認證(符合GB4943.1-2022標準),適配國內工業與消費電子市場,以及CSA認證(符合CSA 5A標準),可用于北美地區的安全相關設備。豐富的安全認證使得NSI824x系列器件能夠滿足全球多種市場準入要求,為客戶產品的國際化布局提供便利。
六結語:數字隔離的國產化優選
在工業自動化、新能源汽車、家居醫療電子設備等應用領域,電氣隔離技術的可靠性直接關系到整個系統的安全與性能,產品對可靠隔離解決方案的需求與日俱增。納芯微電子作為國內知名的信號鏈芯片廠商,其技術研發水平處于國內領先地位,自主研發的通用數字隔離器,憑借其卓越的綜合性能,打破了國際廠商高可靠隔離領域的壟斷,為各行各業提供可靠的國產隔離解決方案。
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