川土微电子CA-IS9984系列四通道全隔离ADC SoC产品简介

描述

【川土微电子 十周年产品巡礼系列】

CA-IS9984多通道全隔离ADC SoC

重新定义高压系统数据采集架构

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“十周年产品巡展”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

随着新能源发电、储能系统、工业变频驱动及高压电源设备向更高功率密度、更高系统效率方向发展,系统内部往往同时存在多个不同电位域,需要对电流、电压、温度等关键参数进行实时、高精度隔离采集。

传统方案通常采用“ADC + 数字隔离器 + 隔离电源”的离散架构,每个采集节点均需要独立的隔离链路,导致系统器件数量多、PCB面积大、EMI设计复杂、成本居高不下。

针对这一行业痛点,上海川土微电子推出业内创新的四通道全隔离ADC SoC。产品在单一封装内集成4路独立Σ-Δ ADC、4路隔离电源以及4路数字隔离链路,实现通道间完全电气隔离,大幅降低系统复杂度,为储能PCS、光伏逆变器、工业驱动及高压电源系统提供高集成度、高可靠性的隔离采集解决方案。

➤ 产品简介

CA-IS9984系列四通道全隔离ADC SoC采用创新的多域隔离系统架构,在15mm × 15mm LGA封装内集成:

4路独立隔离采集通道    

4路全集成隔离电源    

4路数字隔离传输链路    

高性能Σ-Δ ADC

主控侧统一数字接口

每个采集通道均可连接至独立电位域,实现真正意义上的多域同步隔离采集。

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CA-IS9984系列产品系统框图

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主要参数

产品采用先进平面变压器隔离电源技术,在基板内部集成4组微型隔离电源结构,实现高集成度与优异EMI性能的平衡。

➤ 核心优势

01 系统尺寸降低超过70%,BOM成本降低30%~50%

传统四通道隔离采集方案通常需要:4颗隔离ADC、4颗隔离电源、多颗数字隔离器。整体PCB占用面积通常达到:1000~2000 mm²。本产品通过高度集成化设计,仅需单颗器件即可完成全部隔离采集功能,布板面积可缩小至300 mm²。

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02  EMI性能显著提升

传统方案中多个独立隔离电源同时工作,往往产生:高频开关噪声 、共模干扰 、电磁辐射耦合 等。CA-IS9984系列采用统一设计的集成隔离电源架构,通过优化平面变压器布局及隔离链路设计,有效减少系统高频噪声源数量。

相比离散方案EMI设计难度降低、PCB布线更简单、系统认证通过率更高 ,特别适用于储能PCS和光伏逆变器等EMC要求严苛场景。

03  真正支持多电位域同步采集

当前市场主流隔离ADC产品主要面向单电位域隔离应用。而在储能、光伏及工业驱动系统中,往往需要同时监测多个浮地节点,如高压母线、相电流A/B/C等。各节点之间存在数百伏甚至上千伏电位差。

本产品支持4路采集通道完全隔离、通道间互不影响、多路同步采样、统一数字输出接口,为高压系统控制算法提供更加可靠的数据基础。

➤ 产品选型

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➤ 典型应用场景

储能PCS系统

储能PCS需同步采集母线电压与三相电流,各信号参考地不同,传统多路隔离方案占板大且难以严格同步,影响功率控制精度。

CA-IS9984系列应用于母线电压采集、三相电流采集、功率环控制、故障保护检测,单芯片即可完成PCS全部关键反馈信号的隔离采集,四通道同步采样确保相位信息精准,大幅简化PCB设计。

光伏逆变器 

组串式逆变器多路MPPT各自独立且存在高共模电压,传统方案每路均需独立隔离链路,器件数量随MPPT路数倍增,成本与面积难以控制。

CA-IS9984系列应用于多路MPPT电压采样、输入电流监测、母线电压监测、功率优化控制。一颗芯片覆盖4路MPPT隔离采集,特别适用于多MPPT组串式逆变器设计,助力客户在有限面积内提升发电效率。

工业变频器与伺服驱动 

三相电流采样信号对系统地存在数百伏PWM共模电压,共地采集将导致采样失真与控制算法失效,严重影响驱动可靠性。

CA-IS9984系列应用于U/V/W三相电流采样、DC Bus电压检测、功率控制环路反馈、功能安全监测。CA-IS9984系列四通道全隔离架构彻底消除通道间共模干扰,同时显著缩小驱动板面积,帮助客户实现更高功率密度驱动系统设计。

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SiC/GaN高压电源系统 

OBC、DC/DC等高频开关电源中di/dt和dv/dt极高,传统隔离方案在强共模干扰下采样精度大幅下降,且车载应用对体积极为敏感。

CA-IS9984系列应用于OBC车载充电机、高压DC/DC转换器、服务器电源、通信电源。CA-IS9984系列在恶劣电磁环境中保持卓越采样精度,高集成度设计同时满足新一代宽禁带功率器件对高速隔离采样与小型化的双重需求。

共创卓越中国芯 · 共享美好芯时代

CA-IS9984系列四通道全隔离ADC SoC突破了传统"ADC+隔离电源+数字隔离器"的离散架构限制,通过创新的多域隔离集成技术,在单颗芯片内实现4路完全隔离采集与供电,为新能源、电力电子和工业自动化领域提供更小尺寸、更低成本、更高可靠性的系统级解决方案。

作为面向下一代高压能源系统的数据采集平台,该产品将推动隔离采样技术从"器件级集成"迈向"系统级集成"的全新阶段。CA-IS9984系列展现出的高集成度与卓越性能,正是川土微电子"创新十年"技术创新实力的集中体现—— 让客户用一颗芯片解决一个系统级难题,这正是我们定义"中国芯"价值的方式。

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