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國產數字隔離器
2023-03-27
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數字隔離器是在電氣隔離器條件下實現模擬信號傳輸的裝置，作為提供電流隔離模擬信號路徑的基本功能。引入隔離不可避免地會帶來延遲、功耗、成本和尺寸的限制。數字隔離器的目的是在滿足安全規(guī)定的同時，盡量減少不良影響。目前，數字隔離器主要有三種類型：光耦隔離器、磁耦隔離器和容耦隔離器。
隔離器作為一種將輸入、輸出和工作電源隔離開來的模擬器件，經常用于工業(yè)控制和汽車領域。隨著工業(yè)4.0和汽車電氣化的發(fā)展，對隔離器的需求質量和數量不斷增加。國內數字隔離器行業(yè)起步較晚，但在市場需求驅動、國內替代需求強勁的背景下，模擬目標市場也逐漸培育出生力量。
納芯微電子數字隔離器
基于第二代隔離Adaptive OOK的信號調制技術，納芯微數字隔離器性能指標都被推向了新高度。
納芯微旗下NSi8xxxx作為高可靠性的數字隔離器，提供2kVrms、3kVrms、3.75kVrms和5kVrms多種絕緣耐壓，速率高達150Mbps。以NSi8210單通道數字隔離器為例，它就能覆蓋3.75kVrms，5kVrms。
（NSi8210，納芯微）
NSi8210的隔離耐壓5000Vrms，數據速率高達150Mbps，共模瞬變抗擾度高達200kV /μs。僅從這三項指標就能看出，做為國內首位量產數字隔離芯片的廠商，納芯微在數字隔離器上的技術實力。
除了高性能的技術指標，NSi8210高系統(tǒng)級別的EMC性能提高了使用的可靠性和穩(wěn)定性，增強了使用的可靠性。在實現如此高性能的同時，NSi8210的功耗也沒有很高，1.5mA / ch（1 Mbps）完全在可以接受的范圍內。
值得一提的是，在多通道隔離器上納芯微目前已經做到六通道，這也是國內少有的。
中科格勵微數字隔離器
格勵微創(chuàng)新性的將MEMS與CMOS工藝深度融合，目前格勵微以數字隔離技術為核心，形成了標準數字隔離器、隔離總線、隔離電源、隔離驅動、隔離運放等全系列產品。
格勵微的數字隔離器采用磁耦原理，基于硅片變壓器實現數字信號隔離傳輸。磁隔離器兩側分別供電，初級電路對輸入信號進行高頻編碼，而后經過硅片變壓器將編碼信號耦合至次級電路，通過解碼恢復出原始輸入信號。目前旗下產品做多能做到四隔離通道。
GL1400/GL1401/GL1402就是基于格勵微自主隔離技術研發(fā)的四通道數字磁隔離器。采用 2.7V 至5.5V 電源電壓工作，可實現 3V/5V 電平轉換。
（GL1400框圖，格勵微）
這個系列的數字隔離器可以承受2500V的隔離電壓，共模瞬變抗擾度可以做到大于 25KV/μs，脈寬失真小于2ns。數據速率也不低，可以達到90Mbps。在這些優(yōu)秀的性能之外，該系列器件還盡可能減少了能耗，5V下的最大電流不超過31mA（90Mbps），3.3V下的最大電流不超過20mA。
在這個系列基礎上的耐壓增強型四通道數字隔離器GL240x系列，介質耐電壓可以承受5000V的隔離電壓，其他整體水平與上述參數接近。
榮湃半導體數字隔離器
榮湃半導體已經上市的產品數字隔離器π1xxx和π2xxx系列產品性能優(yōu)異，極大地擴大了隔離器的應用范圍?；跇s湃半導體獨有的 iDivider 技術和成熟的標準半導體 CMOS 工藝，系列數字隔離器整體性能表現優(yōu)異。iDivider 技術是榮湃半導體發(fā)明的數字隔離器技術—智能分壓技術。該技術利用電容分壓原理，在不需要調制和解調的情況下，實現電壓信號跨越隔離介質精準傳輸。
π110M30是榮湃半導體熱銷的隔離器型號，作為出色的10Mbps單通道數字隔離器，具有增強的ESD能力。該器件通過二氧化硅隔離層跨隔離柵傳輸數據。的任一邊電源電壓范圍為3.0V至5.5V，可提供3.3V 和 5V邏輯電壓轉換。
（π110M30應用簡圖，榮湃半導體）
π110M30功耗極低，只有0.75mA/通道（1Mbps），最高速率達到10Mbps。共模瞬變抗擾度能做到75kV/μs以上，對輻射和傳導噪聲有極高的抗干擾能力。隔離電壓可承受 3000 V rms。
π2xxx系列里代表產品π221N31器件均為兼容I2C 接口的低功耗雙向隔離器。I2C隔離器輸入和輸出采用二氧化硅(SiO2)介質隔離，可阻斷高電壓并防止噪聲電流進入控制側，避免電路干擾和損壞敏感器件。π221N31可實現 3 kV rms 隔離耐壓等級和最高到2MHZ通訊速率。
共模瞬變抗擾度極高，大于120 kV/μs (典型值)。這一系列的超低功耗與高通訊速率，可應用于電動及混合動力汽車。
目前國內的優(yōu)質數字隔離器廠商通過系列的技術創(chuàng)新，產品部分性能指標上實現了與國外廠商的對標，甚至做到了更優(yōu)。同時國內廠商的也開始向高集成度發(fā)展，這也是目前數字隔離器領域的大趨勢。
