起步晚发展快，不落下风的国产数字隔离器

数字隔离器是一种在电气隔离器状态下实现数字信号传递的器件，充当提供电流隔离数字信号路径的基本功能。引入隔离不可避免的会带来延迟、功耗、成本和尺寸等方面的限制。数字隔离器的目标是在尽可能减小不利影响的同时满足安全要求。目前数字隔离器主要有光耦型隔离器、磁耦型隔离器、容耦型隔离器三种类型。

 

隔离器作为一种将输入、输出和工作电源三者相互隔离的模拟器件，常常被用在工业控制和汽车等领域，随着工业4.0和汽车电动化的发展，对隔离器的需求数量和质量都在不断攀升。国内数字隔离器行业起步较晚，但是在市场需求推动、国产替代需求强烈等背景下，这个模拟细分市场也开始孕育出生力军。

 

纳芯微电子数字隔离器

 

基于第二代隔离Adaptive OOK的信号调制技术，纳芯微数字隔离器性能指标都被推向了新高度。

 

纳芯微旗下NSi8xxxx作为高可靠性的数字隔离器，提供2kVrms、3kVrms、3.75kVrms和5kVrms多种绝缘耐压，速率高达150Mbps。以NSi8210单通道数字隔离器为例，它就能覆盖3.75kVrms，5kVrms。

 

（NSi8210，纳芯微）

 

NSi8210的隔离耐压5000Vrms，数据速率高达150Mbps，共模瞬变抗扰度高达200kV /µs。仅从这三项指标就能看出，做为国内首位量产数字隔离芯片的厂商，纳芯微在数字隔离器上的技术实力。

 

除了高性能的技术指标，NSi8210高系统级别的EMC性能提高了使用的可靠性和稳定性，增强了使用的可靠性。在实现如此高性能的同时，NSi8210的功耗也没有很高，1.5mA / ch（1 Mbps）完全在可以接受的范围内。

 

值得一提的是，在多通道隔离器上纳芯微目前已经做到六通道，这也是国内少有的。

 

中科格励微数字隔离器

 

格励微创新性的将MEMS与CMOS工艺深度融合，目前格励微以数字隔离技术为核心，形成了标准数字隔离器、隔离总线、隔离电源、隔离驱动、隔离运放等全系列产品。

 

格励微的数字隔离器采用磁耦原理，基于硅片变压器实现数字信号隔离传输。磁隔离器两侧分别供电，初级电路对输入信号进行高频编码，而后经过硅片变压器将编码信号耦合至次级电路，通过解码恢复出原始输入信号。目前旗下产品做多能做到四隔离通道。

 

GL1400/GL1401/GL1402就是基于格励微自主隔离技术研发的四通道数字磁隔离器。采用 2.7V 至5.5V 电源电压工作，可实现 3V/5V 电平转换。

 

（GL1400框图，格励微）

 

这个系列的数字隔离器可以承受2500V的隔离电压，共模瞬变抗扰度可以做到大于 25KV/µs，脉宽失真小于2ns。数据速率也不低，可以达到90Mbps。在这些优秀的性能之外，该系列器件还尽可能减少了能耗，5V下的最大电流不超过31mA（90Mbps），3.3V下的最大电流不超过20mA。

 

在这个系列基础上的耐压增强型四通道数字隔离器GL240x系列，介质耐电压可以承受5000V的隔离电压，其他整体水平与上述参数接近。

 

荣湃半导体数字隔离器

 

荣湃半导体已经上市的产品数字隔离器π1xxx和π2xxx系列产品性能优异，极大地扩大了隔离器的应用范围。基于荣湃半导体独有的 iDivider 技术和成熟的标准半导体 CMOS 工艺，系列数字隔离器整体性能表现优异。iDivider 技术是荣湃半导体发明的数字隔离器技术—智能分压技术。该技术利用电容分压原理，在不需要调制和解调的情况下，实现电压信号跨越隔离介质精准传输。

 

π110M30是荣湃半导体热销的隔离器型号，作为出色的10Mbps单通道数字隔离器，具有增强的ESD能力。该器件通过二氧化硅隔离层跨隔离栅传输数据。的任一边电源电压范围为3.0V至5.5V，可提供3.3V 和 5V逻辑电压转换。

 

（π110M30应用简图，荣湃半导体）

 

π110M30功耗极低，只有0.75mA/通道（1Mbps），最高速率达到10Mbps。共模瞬变抗扰度能做到75kV/µs以上，对辐射和传导噪声有极高的抗干扰能力。隔离电压可承受 3000 V rms。

 

π2xxx系列里代表产品π221N31器件均为兼容I2C 接口的低功耗双向隔离器。I2C隔离器输入和输出采用二氧化硅(SiO2)介质隔离，可阻断高电压并防止噪声电流进入控制侧，避免电路干扰和损坏敏感器件。π221N31可实现 3 kV rms 隔离耐压等级和最高到2MHZ通讯速率。

共模瞬变抗扰度极高，大于120 kV/µs (典型值)。这一系列的超低功耗与高通讯速率，可应用于电动及混合动力汽车。

 

小结

 

目前国内的优质数字隔离器厂商通过系列的技术创新，产品部分性能指标上实现了与国外厂商的对标，甚至做到了更优。同时国内厂商的也开始向高集成度发展，这也是目前数字隔离器领域的大趋势。