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电源和信号双重隔离如何利用集成隔离DC/DC电源的数字隔离芯片来解决?

发布时间:2020-11-27    栏目行业:产品知识    浏览次数:

通常在工业电机、BMS等系统中,出于对安全性和信号传输完整性的考虑,系统之间需要进行电源和信号隔离,利用鑫旺微全集成式的隔离解决方案——集成隔离DC/DC电源的数字隔离芯片可同时解决信号和电源的双重隔离。将内置有片上变压器的隔离DC/DC电源电路以及四通道高速数字隔离集成在一起,用户只需在电源输入输出上各加两个滤波电容,就能实现电源隔离和信号隔离,全集成式的方案极大程度地降低了用户开发难度,节省了开发时间,可帮助用户更快地将产品推向市场

DC/DC电源芯片.png

当前市场1W以内的隔离电源方案多为变压器或隔离DC/DC模块,这些方案大多可靠性不佳,或应用温度范围受限,体积较大,劣势较为明显。解决了目前市场上集成隔离DC/DC电源芯片效率低、成本高的痼疾,工作效率接近50%。在同等功率输出下,温升明显低于竞品,而且充分发挥集成度高的优势,同时满足简单和易用性,非常适合当前快节奏的产品开发过程。


产品具有软启动功能,能够防止瞬间吸收过大电流导致系统供电异常,有效防止输出电压过冲。其独有的过温保护功能和短路保护功能,在IC工作温度过高以后自动进入关断模式,等到温度降低后再次开启电源输出;而输出短路时,芯片会进入“打嗝”模式,周期性切断输出以防止芯片因电流过大而损毁,确保系统安全可靠运行通过简单PCB设计就可以达到CLASS B的EMI规范,工作温度范围达到-40℃至125℃,覆盖汽车及工业等高可靠性应用场景。


我们通过RS-485接口隔离的典型应用场景来做简单说明下DCDC电源芯片的优势。RS-485抗噪音抗干扰能力强、传输距离远、支持多点通信,是工控行业首选串行接口。在RS-485总线中,由于实际应用现场的环境十分复杂,往往存在着高电压、大电流的危害,所以隔离是十分必要的。RS-485隔离由电源隔离与信号隔离两部分组成,传统采用光耦隔离加收发器,或数字隔离接口芯片加隔离电源方式实现,但前者面积大、通信速率低(换高速光耦又会增加成本),后者则成本很高。采用DCDC电源芯片全集成隔离电源芯片加485收发器,体积小、耐压能力高,成本上与光耦方案相当,是当前RS-485隔离应用的最佳选择。


在新能源汽车电池管理系统BMS中,全集成隔离电源芯片也大有用武之地。BMS系统中的模拟前端(AFE)采样需要与SPI总线隔离。为了更好地控制隔离电源,减少待机状态的漏电,模拟前端不会从电池取电,如果要搭建一个小型隔离电源为模拟前端供电,体积太大,而采用隔离电源模块,则不能满足车载工作的温度与可靠性要求。采用鑫旺微DCDC电源芯片全集成隔离电源芯片,在实现SPI隔离功能的同时,也为模拟前端电路提供了隔离电源,大大简化系统设计。


由应用案例可见,全集成数字隔离电源芯片从根本上解决了隔离电源的设计难点,用户不必再为如何选取高可靠性、参数合适的变压器而烦恼,也解决了空间有限情况下为隔离供电的难题,因此其应用范围非常广泛,尤其适用于对可靠性要求极高的工业、车载等严苛环境。


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