【导读】在我爱方案网主办的2018汽车安规与安全解决方案论坛上，纳芯微市场副总裁 高洪连以“数字隔离助力新能源汽车安全隔离的新挑战”为题，做了主题演讲。高总指出，电子系统伴随新能源渐成汽车主角，而信号隔离在高可靠性电子系统中尤为重要，数字隔离芯片相比光耦具有更高可靠性以及长寿命、高速、低功耗等优势，成为新能源领域安全隔离通信首选方案。
高总拥有十余年集成电路设计行业技术、产品、市场等不同岗位从业经验，对集成电路在汽车电子、工业于物联网等领域的应用与市场趋势有深入的理解。纳芯微主要的团队是ADI出来的研发中心核心研发人员。核心产品包括传感器和隔离器两大类，主要的应用包括汽车和工业市场的应用。
传感器
纳芯微致力于高性能集成电路芯片的设计、开发、生产和销售，是国内第一家专业面向传感器系统，提供一站式传感器IC解决方案和持续技术支持的IC设计公司。纳芯微在MEMS、微小信号采集、混合信号链处理以及传感器校准等领域拥有独立知识产权和丰富IP积累。纳芯微自成立以来，围绕客户需求持续创新，业已与诸多国内外领先的传感器公司达成战略合作伙伴关系，并成功开发出国内首款高性能三轴MEMS加速度传感器ASIC、国内首款高性能MEMS气压传感器（高度计）ASIC等多款成功产品，赢得客户和各合作伙伴一致好评。
数字隔离
隔离是一种在高压与低压电路间传输数据和电能，同时防止危险直流电或不受控的瞬变电流在两者中间流通的方式。
随着工业4.0推进和智能制造的普及，工业系统中需要更加可靠的传感器控制器执行器，而这些系统均需要隔离技术保驾护航。电动汽车和光伏发电等新兴领域的快速成长带来了更多高性能隔离需求是传统光耦所无法满足的。
数字隔离芯片相比传统光耦可以实现成本更低、尺寸更小、性能更高、功耗更低和更加可靠的隔离电路，并且拥有更高的通信速率和更长的寿命。纳芯微数字隔离芯片将高可靠性作为首要目标，纳入产品设计交付的每个环节，在达到主流安规隔离等级的基础上，具有业界最佳ESD能力和CMTI指标。
快速成长的数字隔离市场
据市场调查机构的研究指出，隔离器市场在每年均稳健成长，2016年已达到约16亿美元的产值，其中尤以汽车、光伏太阳能和工业应用领域所带动的隔离元器件需求成长最为猛烈。随著隔离器市场需求逐渐扩大，以及相关终端设备的设计演进，隔离器技术也开始吹响革命的号角，未来将逐渐从传统的光电耦合器转移至性能更好、更长寿命、尺寸更加优化的CMOS数字隔离解决方案，以提供更完善的系统功能和利用价值。
领先的CMOS高隔离耐压工艺
CMOS数字隔离方案是基于电容耦合的原理，使用不断变化的电场来通过隔离层实现信息传输。电容器极板之间的材料是电介质绝缘体(二氧化硅)，即隔离层，这种高性能的绝缘体具有很稳定的可靠性和耐用性以及抗磁干扰能力和抗瞬态电压能力。电极板的大小、板间距离以及电介质材料决定了电气特性。采用电容隔离层的优势是效率高，无论在体积、能量转换还是在抗磁场干扰方面均如此。
纳芯微凭借创新的隔离工艺与高可靠性设计及制造管控，实现业界最高水准的CMTI指标，有效隔离共模噪声；隔离耐压等级在符合安规要求3.75kV/5kV等级上还有丰富余量；提供业界最佳芯片级ESD能力，HBM模式达到±6kV；优异的系统级ESD、EFT及抗浪涌能力；基于纳芯微在工业及汽车领域成功量产导入经验，为客户提供快速交付与本地化支持。
业界标准数字隔离芯片参数对比（SOIC-8封装）
2017年，纳芯微将潜心研发两年的数字隔离芯片产品正式推向市场，将产品线扩展至通用IC领域。产品性能指标达到国际领先水平，市场反馈良好，实现了高品质的进口替代。
2018年，纳芯微将在传感器调理芯片领域已取得的成绩基础上，立足创新，不断丰富产品线，全面整合资源，聚焦于传感器与隔离器两大细分市场。传感器方向将深耕压力市场，在高、中、低压量程提供全面系统的解决方案，并将推出数字温度传感器系列产品，扩展更多应用。数字隔离芯片将在标准数字隔离基础上陆续推出I2C双向数字隔离芯片及485数字隔离芯片等，不断完善产品组合，为客户提供更多选择。
NSi81xx系列EMC增强型多通道数字隔离芯片
纳芯微推出满足AEC-Q100车规级标准的NSi81xx系列EMC增强型多通道数字隔离芯片，从而将其产品线扩展至通用IC领域。NSi81xx系列数字隔离芯片采用特制的高压隔离芯片工艺，可提供符合UL1577的多种电气隔离耐压（3.75kVRMS，5kVRMS），且具有高电磁抗扰度和低辐射的特性，数据率高达150Mbps，延时小于10ns，共模瞬态抗扰度（CMTI）高达100kV/us。
NSi81xx系列芯片目前已推出2通道和4通道器件，并提供窄体和宽体两种封装形式，和市场上的数字隔离器引脚兼容，并提供可选的数字通道方向配置以及输出默认高电平和低电平可选。NSi81xx系列具有目前业界最佳的芯片级ESD性能表现，HBM模式防护等级可达+/-8kV，其出色的系统级电磁兼容（EMC）性能，增强了系统的可靠性和稳定性，降低了系统的复杂度。NSi81xx支持多种规格可配置，产品交期短，可帮助客户缩短产品导入市场的周期。
和传统光耦解决方案相比，纳芯微推出的数字隔离芯片集成度高，可以大大减少系统器件数量，大幅减小系统BOM面积，同时还具有延时更短、功耗更低的特点，避免了光耦的光衰问题，可长期可靠工作。NSi81xx系列多通道数字隔离器能用于任何需要电压隔离、电平转换或接地回路消除等功能的应用，其典型应用场景包括工业自动化、新能源汽车、开关电源、电机控制等。
纳芯微NSi81xx系列高可靠性多通道数字隔离芯片的推出打破了国外数字隔离技术垄断。配合纳芯微经过改进的芯片工艺以及专利的芯片设计技术，NSi81xx实现了最高5kV的隔离耐压，增强的EMC特性并且符合各种安规认证。由于NSi81xx符合AEC-Q100 Grade 1品质要求，也可用于电动汽车、充电桩等新兴应用。”
主要优势：
1.多种规格可配置，产品交期短
2.高电气隔离耐压（3.75kVRMS，5kVRMS）
3.符合AEC-Q100 Grade 1汽车标准
4.业界最佳的芯片级ESD性能：HBM:+/-8kV，提供出色的系统级EMC性能
5.与市场上的数字隔离器引脚兼容
6.高共模瞬态抗扰度（CMTI）：+/-100Kv/us
7.宽电源供电范围：2.5V至5.5V，方便实现电平转换功能
8.数据传输速率：DC 至 150Mbps
9.隔离栅寿命：>60 年
10.超低功耗：1.5mA/通道（1Mbps）
11.低传播延时：<10ns
12.宽工作温度范围：-40摄氏度~125摄氏度
数字隔离在系统中应用
电池管理系统（Battery Management System），是一种能够对蓄电池进行监控和管理的电子装置，通过对电压、电流、温度以及SOC等参数采集、计算，进而控制电池的充放电过程，实现对电池的保护、提升电池的综合性能的管理系统。而这一系列信息传输均是通过CAN总线接口与车载总控制器、电机控制器、能量控制系统、车载显示系统等进行实时通信，最终保证对电池组进行合理有效的管理控制。
首先，应避免BMS模块之间的相互干扰，电源输入前端使用隔离DC-DC电源。一台车里有很多BMS模块，每个模块都集中从蓄电池里取电。为保证每个模块供电不会相互串扰，同时保证BMS单个模块的独立性，因此需要在BMS的电源输入前端使用隔离DC-DC电源，并且输入电压范围应较宽。
其次，应保证BMS能够与电动汽车进行实时通信，通信前端做CAN隔离处理。汽车内部的通信环境较为恶劣，存在着浪涌、脉冲等干扰信号，为保证正常通信，同样基于系统间低耦合性和配合电源安规的考虑，CAN端也需要做隔离处理，并且对防护等级和传输速率要求较高。
最后，应保障驾驶人员的人身安全，需要较高等级的电源隔离防护。由于多个电池串联后，电池组的电压非常高，一般可达500VDC左右，是属于对人体有安全威胁的电压，为保障蓄电池低压侧的安全，一般也会用隔离DC-DC隔开高压和低压侧。
随着世界能源危机的趋近，新能源驱动的汽车即将面临批量生产入市，比如混合动力和电动汽车（HEV/EV）将400V和更高电压的设计导入了汽车和交通领域。而在严酷的汽车环境中应对如此高的电压和大的电流，就需要一个高度可靠且可长期稳定工作的方案，以便能有效地将此高压和其它电子功能电路隔离开来。因此，正确选择一款稳定、高效、安全、可靠的隔离产品至关重要。
中国要成为汽车制造强国，汽车安规和安全解决方案是关键。2018汽车安规与汽车安全解决方案论坛由我爱方案网携手电子元件技术网，中国信息产业商会电子分销商分会（CEDA）和重庆汽车工程学会等机构共同举办，希望搭建技术平台，整合行业资源共同推动汽车产业创新！2018汽车安规与汽车安全解决方案论坛也是第八届中国汽车技术展的核心论坛。150位汽车行业精英、部件厂商、方案公司、汽车整车厂和科研院所的研发人员前来参会。
本次论坛的演讲嘉宾包括我爱方案网和CEDA的专家，重庆工程学会副秘书长蒲坷，致力于TDK产品推广的东电化(中国)投资有限公司汽车行业销售经理马也，光宝集团敦南科技股份有限公司分离式元件事业部汽车电子产品部资深经理张峰铭，Amphenol AIIO市场部经理King Liang，苏州纳芯微电子股份有限公司市场副总裁高洪连，西南大学汽车电子专家冀杰博士和重庆安全传动和变速器专家郭总等。
我爱方案网是中电网络技术旗下的电子方案供应链的平台，每年举办汽车关键元器件技术方案和新能源汽车论坛，服务国家创新战略，为行业提供人工智能，物联网，安防监控，工业和汽车解决方案。去年，我爱方案网平台有7000多个项目，成交金额过亿元人民币。汽车相关的项目有车载无人机的开发，智能语音车载系统，疲劳驾驶检测，陀螺仪平衡系统，车载智能云镜，车载定位器的开发等，我爱方案网承接国内和国外的开发项目，欢迎大家深入合作。
现在元器件缺货，我爱方案网给大家带来工业汽车和物联网产品小批量元器件采购服务，适合看订单生产的元器件采购。这是我爱方案网为平台的技术服务商提供的增值服务。现在平台每月有1000个项目，有一定的订单规模，欢迎联系我爱方案网安排采购。合作共创辉煌！”
CEDA-中国信息产业商会电子分销商分会，每年发布中国电子元器件授权分销商名录，去年在无锡市政府的支持下发布了百强元器件授权分销商并举办人工智能，工业物联网，电动车和新能源技术与供应链峰会。共同推动元器件授权分销的价值服务和行业标准的建立。2018汽车安规与安全解决方案论坛高效对接供需，协同创新，助力中国早日成为汽车强国！
推荐阅读：
