Silicon Labs(亦称芯科科技)日前携手代理商伙伴益登科技参加由新电子杂志举办的2019年AETF 汽车电子技术论坛-广州站。会中我们展示了应用于电动车/油电混合车和充电桩的数字隔离解决方案,以及实际演示隔离器应用于风扇的参考设计,同时通过专题演讲:“隔离在新能源汽车领域的应用”,向与会人士介绍了Silicon Labs最新发布的Si89xx数字隔离器系列产品,包括隔离模拟放大器、电压传感器和Delta-Sigma调制器(DSM)器件,均有助提升新能源汽车的性能与安全性。

 

现场展示Silicon Labs数字隔离器应用于风扇的参考设计

 

为什么新能源汽车设计需要重视隔离?

随著社会对于节能减碳的环保意识升高,新能源汽车的使用率也日渐攀升。针对新能源汽车的设计,隔离系统是非常重要的一环,主要的考量如下:

  1. 高电压的安全性可以安全地在400V功率MOSFET的场合使用3.3V MCU
  2. 连接具有不同接地参考的子系统:3.3V MCU区域和400V区域实现无失真的信号传输
  3. 抗噪声干扰:接地回路没有电流 - 消除噪音

面向上述需求,Silicon Labs提供了丰富、性能领先的数字隔离解决方案。我们的隔离技术基于高压电容器,具备下列优点:

  • 二氧化硅(SiO2或玻璃)用作隔离屏障的介质
  • 经证实,过程控制良好的制程
  • 用于半导体> 30年
  • 低缺陷
  • 不需要厚的二氧化硅层
  • 电介强度:500 V /μm

 

新型隔离IC达到超低温漂的精确电流和电压测量

近期,Silicon Labs发布了全新系列的数字隔离器系列产品-Si89xx,包含隔离模拟放大器、电压传感器和Delta-Sigma调制器(DSM)器件,设计旨在整个温度范围内提供超低温漂的精确电流和电压测量。新型Si89xx系列产品基于Silicon Labs强大的第三代隔离技术,可提供灵活的电压、电流测量,并且有丰富的输出接口和封装选项,帮助开发人员降低BOM成本、减小电路板空间,适用于各种工业和绿色能源应用,包括电动汽车(EV)电池管理和充电系统、电动机等。

 

精确电流和电压测量对于功率控制系统的精确操作至关重要。Silicon Labs现在可提供业界最广泛的电流和电压传感器产品组合。Si89xx系列包括四个产品类别:

  • Si892x隔离模拟放大器,特别针对电流分流检测进行了优化。
  • Si8931/2隔离模拟放大器,特别针对通用电压检测进行了优化。
  • Si8935/6/7隔离DSM器件,业界首创特别针对电压检测进行了优化。
  • Si8941/6/7隔离DSM器件,特别针对电流分流检测进行了优化。

 

汽车电池系统需要可靠的电流监视以及强大的抗噪性。与竞争对手产品相比,Si89xx器件提供了高达3倍的共模瞬变抗扰度(CMTI)。该系列器件的75kV/μs快速瞬变抗扰度可确保要求严苛的工业应用获得可靠、准确的电流数据。如果未检测到高压侧供电电压,Si89xx系列也支持向主机控制器提供故障安全指示。

 

Si89xx系列器件提供典型值低至±40μV的偏置误差以及±0.1%的增益误差,可实现精确测量。典型值低至±0.15μV/˚C偏置漂移,-6ppm/˚C增益漂移,这确保在整个温度范围内具有出色的精度。这些器件提供业界最高的典型值高达90dB的信噪比(SNR)。独特的低功耗模式可以在一侧电压被移除后自动将隔离栅另一侧的电流消耗降低至大约1mA,这使得控制器能够通过简单的场效应晶体管(FET)管理电源。

 

凭借以下特性,新一代Si89xx器件增强了设计灵活性:

  • 具有单端、差分或DSM输出。
  • ±62.5 mV、±250 mV或2.5V输入范围。
  • 拉长的宽体SOIC-8封装,支持5kVrms隔离和9mm爬电距离/间隙;紧凑的窄体SOIC-8封装,支持2.5kVrms隔离。

 

探索更多Si89xx系列隔离解决方案的技术文档:https://cn.silabs.com/products/isolation/current-sensors/isolated-current-and-voltage-sensor-solutions

 

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