工業系統設計中，考慮到耐高壓、安全、抗噪等因素，對隔離設計的需求越來越廣泛，而將信號/功率轉化為隔離的方式進行傳輸一直是系統設計的難點之一。

納芯微作為隔離技術的引領者，一直致力于探索更高集成度、高可靠性、高性價比的隔離電源方案。

本文介紹了納芯微集成隔離電源3CH數字隔離方案，將有效助力開發者簡化工業系統設計。

基于片上變壓器的隔離電源方案

按照不同需求，系統中的隔離供電可劃分為驅動隔離供電、采樣隔離供電、通信隔離供電三個部分，其中，驅動/采樣隔離供電因功率相對較大、布局相對集中，更傾向于采用變壓器外置/多繞組輸出的供電方案；而對于通信隔離供電，因其布局相對遠離系統主功率回路，且功耗相對較低，獨立隔離電源模塊的形式往往更受青睞。

納芯微NIRSP31采用業內領先的片上變壓器技術，單芯片集成了隔離電源和三通道數字隔離器，并使用先進的LGA封裝(4mm×5mm)工藝，相對于傳統的獨立隔離電源模塊+光耦/數字隔離器的方案，極大地減小了PCB布板面積和高度，可進一步降低系統成本。

NIRSP31與傳統隔離電源模塊方案 方案詳細參數對比

	隔離電源模塊+3CH光耦+CAN/RS485收發器	NIRSP31+CAN/RS485收發器
方案布局
平均布板面積	1600mm2	480mm2
輸入電壓范圍	4.5~5.5V	4.5~5.5V(NIRSP31) 3.0~3.6/4.5~5.5V(NIRSP31V)
輸出電壓范圍	5V	5V/3.3V可選
負載調整率(Typ)	12%	0.4%
工作溫度	-40~105℃	-40~125℃
輸出功率@25℃	1W	400mW
輸出功率@105℃	0W	400mW
使能功能	N	Y
原副邊寄生電容(Typ)	20pF	2.6pF
CMTI(min)	NA	50(kV/us)
絕緣電壓	1500Vdc	3000Vrms
傳輸速率	取決于所選光耦/隔離器	20Mbps
保護功能	短路保護	短路保護/過溫保護/欠壓保護

*上表中隔離電源模塊參數針對某單一料號，不同物料規格存在一定差異

NIRSP31 優勢小結：

01

方案面積減少>200%

02

方案成本降低>15%

03

配置靈活，輸出5V/3.3V可選

04

集成閉環控制電路，負載調整率優

05

更寬的工作溫度范圍(-40~125℃)，輸出功率溫度降額低

06

具有使能(EN)引腳，適用于低靜態功耗要求應用

07

原副邊寄生電容小，抗共模干擾能力強

08

3000Vrms一分鐘絕緣耐壓

09

集成短路保護/過溫保護/欠壓保護

10

全自動化封裝，高可靠性，低失效率

11

相較于光耦，傳輸速率高，壽命長

"高集成度、高可靠性、高性價比"

隔離電源3CH數字隔離器NIRSP31

NIRSP31的關鍵參數&應用場景 關鍵參數

①3kVrms的絕緣耐壓

②支持單獨MCU I/O電平VDDL

③供電電壓：

VDD: 4.5~5.5V NIRSP31

3~3.6V/4.5~5.5V NIRSP31V

VDDL: 1.8~3.6V/4.5~5.5V

④ 輸出：

80mA @ 5V->5V/3.3V

60mA @ 3.3V->3.3V

⑤ 欠壓保護、短路保護和過溫保護

⑥ 數據速率：20Mbps

⑦ 傳輸延時：<75ns

⑧ CMTI：±50kV/us

⑨ 工作溫度：-40~125℃

⑩ 封裝：LGA-18(4.00mm × 5.00mm)

應用場景

兩輪車BMS

通信備電BMS

戶用BMS

工業電表

空氣斷路器


工業BMS：納芯微一站式解決方案

在工業BMS的應用中，NIRSP31可用于電池包MCU與外部ECU間的485和CAN通信隔離，無需再外加隔離電源和輸出側LDO(良好的負載調整率)，確保通信的連續性，保證系統的正常運行。

工業BMS典型框圖

同時，納芯微也提供工業BMS一站式解決方案，包括雙向I2C隔離器 NSI8100、RS485收發器NCA3485/NCA3491、CAN收發器NCA1042/NCA1051、以及雙路低邊驅動器NSD1025。

審核編輯：劉清