川土微电子家庭总线系统数据线供电完整解决方案介绍

描述

【川土微电子 十周年产品巡礼系列】

CA-IF4288/4289 & CA-IF42088

家庭总线系统数据线供电完整解决方案

· 数据线供电 ·集成片内有源电感 

·全国产供应链  

自2016年成立至今,川土微电子已在半导体领域深耕十年。值此十周年之际,我们特别企划了“十周年产品巡礼”专题,审慎甄选出一系列具有代表性的产品与大家分享。这些产品,不仅在设计复杂度上挑战了国产芯片的上限,更在客户应用中赢得了真实的口碑。它们不是孤立的单品,而是可迭代、可扩展、具有长久生命力的系列化产品。

硬核的技术无需喧哗,市场的长情是最好的勋章。创新十年,我们以此为荣。站在第二个十年的新起点,川土微电子将继续坚守初心,不断创新。

前言

在商用中央空调、家用多联机和楼宇控制系统的通信网络中,存在数量众多的内机与线控器节点需要组网通信。部分节点取电不便,亟需一种既能传输数据又能提供电力的解决方案。传统方案中,每个节点需独立铺设通信线和供电线,布线工程量大、施工成本高,后期维护尤为困难。

川土微电子在国内率先量产基于家庭总线系统(HomeBus)标准的数据线供电完整解决方案,数据和供电共用一对双绞线,能够显著节省线缆,降低系统成本,其中CA-IF4288/4289用于供电侧(例如内机)的信号收发,CA-IF42088用于受电侧(例如线控器)的信号收发和供电获取,实现供电侧和受电侧的完美搭配。

数据线供电方案通常需要电容隔直并且从总线上分离出交流数据信号,通过电感阻断交流数据信号获取直流供电。传统HomeBus方案集成度不高,需要大量的外围电路以及笨重的分立交流阻断电感才能正常工作,而川土微电子HomeBus收发器拥有完善的功能和灵活的可配置特性,CA-IF42088更是集成片内大功率有源电感,带载能力高达300mA,省去受电侧的分立电感,极大地提高系统的集成度,助力客户产品小型化和轻薄化。

产品简介

CA-IF4288/4289和CA-IF42088是川土微电子针对商用中央空调、家用多联机和楼宇控制系统应用开发的HomeBus收发器,采用紧凑型4mm x 4mm的QFN24封装。

该方案形成了从供电侧(例如内机)到受电侧(例如线控器)的完整信号收发与供电获取链路,其核心突破在于集成片内大功率有源电感,可以节省笨重的分立交流阻断电感,同时将总线通信速率提高至57.6kbps(是传统HomeBus方案的6倍),并支持最高1200m的远距离通信。

该收发器依托自主可控的全国产供应链,已量产多年并在空调行业头部客户中大批量稳定使用,有力支撑家电行业国产替代,以品质可靠、交付稳定广受好评。

川土微电子

CA-IF4288和CA-IF42088产品功能框图

核心优势

01  集成片内有源电感,解决受电侧体积与装配难题

传统HomeBus受电侧(如线控器)需要使用大体积的分立交流阻断电感,不仅占用PCB空间,还增加了生产装配过程中的不良率。同时,随着线控器逐步集成Wi-Fi和彩屏功能,功耗需求显著上升,分立电感难以兼顾小型化与高带载能力。

CA-IF42088集成片内有源电感,通过有源电路来模拟等效分立交流阻断电感的阻抗特性——对直流呈低阻通路,允许供电电流通过,对交流信号呈高阻态,实现信号的隔离。片内有源电感带载能力高达300mA,充分匹配目前日益流行的带Wifi和彩屏功能的线控器功耗大的特点,同时完全省去大体积的分立交流阻断电感,一方面减少线控器在生产制造过程中装配的不良率,另一方面极大提高了系统的集成度,使得线控器更加轻薄和小型化。

02  灵活的可配置设计与高可靠防护

解决复杂现场环境下的通信稳定性

商用中央空调及楼宇控制现场存在多种干扰源(如变频压缩机、开关电源等),且通信线缆长度、节点数量、拓扑结构各异。传统方案缺乏可调参数,容易因信号反射、共模干扰、阈值不匹配等问题导致通信失败或误码率高。

CA-IF4288/4289和CA-IF42088提供多项灵活可配置设计及可靠的防护能力,支持传输速率从 9.6kbps 到 200kbps:

接收器电压阈值片外可调,可以根据系统信号传输情况灵活调整解调阈值和迟滞窗口,抑制干扰;

传输信号摆率可调,可以通过片外电阻控制器件向总线发射信号的摆率,抑制振铃;

内部集成动态电缆终端电阻匹配电路,改善长线缆传输下的信号完整性;

动态电缆终端电阻调整时间可通过片外电阻调整,更好地匹配不同的信号传输速率以及吸收总线在不同负载下的残余能量,确保信号完整性;

CA-IF4289额外提供带极性判断的总线有电检测功能,从而解决在多个供电节点(Multiple Indoor Units)中的竞争上电问题;

CA-IF4288/4289提供IEC 61000-4-2 ±8kV接触放电和±15kV空气放电的总线ESD保护等级,CA-IF42088更是将总线ESD防护等级提升至±15kV接触放电和±20kV空气放电,更好地应对严苛的应用环境。

03  全国产供应链

解决进口芯片供应风险与国产替代需求

家电及楼宇控制领域长期依赖进口总线收发器,存在供应不稳定、交期长、价格波动等风险。CA-IF4288/4289及CA-IF42088从设计到晶圆制造、封装测试,全国产供应链,已经在头部客户大批量应用多年,供货稳定,品质过硬,有效规避进口芯片的供应链风险,高质量助力家电行业实现国产替代。

产品选型

除已量产的CA-IF4288/4289和CA-IF42088外,川土微电子将于2026年发布60V供电侧HomeBus有源电感单芯片方案,该方案可完美替代供电侧的分立交流阻断大电感。

川土微电子

历经超过5年的持续投入,川土已形成覆盖供电侧与受电侧的家庭总线系统数据线供电完整解决方案,持续提升商用中央空调、家用多联机及楼宇控制系统的通信质量与集成度。

川土微电子

典型应用场景

商用中央空调内机与线控器之间的数据线供电

商用中央空调内机(供电侧)与线控器(受电侧)通过一对双绞线实现信号与供电的交互传输:

在内机侧,CA-IF4288/4289经隔直电容进行交流信号传输;CA-IF43088F完成内机侧直流供电向总线的加载,并隔离总线交流信号。

在线控器侧,CA-IF42088一方面通过整流桥从总线获取供电,经由片内有源电感滤除交流信号,为后级电路产生稳定的直流供电电压;另一方面通过隔直电容完成交流信号的接收与发送。

该方案已在实际商用中央空调系统中批量部署,显著降低了线缆成本和施工难度,提升了通信可靠性。

川土微电子

典型应用——商用中央空调内机和线控器之间的数据线供电

共创卓越中国芯 · 共享美好芯时代

CA-IF4288/CA-IF42088系列是川土微电子HomeBus领域的里程碑之作,它不仅实现了国内首发的HomeBus协议收发器芯片,更创新集成了有源电感(去除外围分立电感),开创了系列化产品。这些产品一经推出,便获得了中央空调头部客户的高度认可与广泛应用,取得了显著的商业成功。

作为十周年产品巡礼的第二篇,我们以该系列向坚守创新致敬:川土微电子将持续耕耘数据线供电领域,围绕这一核心IP构建更庞大的产品家族,用硬核技术给客户提供更好用、更可靠、更安全的数据线供电产品。

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