高速数字隔离光耦让您的电池管理系统更安全

时间： 2016-10-13 来源：世强

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电池管理系统BMS是电动汽车重要的动力控制系统之一，与电池组紧密结合在一起，对电池组的电压、电流、温度进行时刻检测，同时还进行漏电检测、热管理、电池均衡管理、报警提醒、计算剩余容量、放电功率，报告SOC&SOH 状态等，并且根据电池组的电压电流及温度用算法控制最大输出功率以获得最大行驶里程，以及用算法控制充电机进行最佳电流的充电。下图所示是电动汽车中电池管理系统BMS的大体应用方框图。

图1：电池管理系统BMS应用方框图

从上图可以看出，电池高压侧的电池管理控制芯片需要与上位机控制系统配合进行数据传输和控制。高压侧的电池管理控制芯片与上位机系统一般是两个独立的电气控制系统，他们之间的数据输出与控制需要电气隔离，包括各种高速数据的的传输和其他一些开关信号的传输。同时电池管理系统BMS的信息状态需要与车载总控制器、电机控制器、能量控制系统、车载显示系统等进行实时通讯。在电动汽车应用领域里，往往通过CAN总线实现系统间的信息共享与控制，以便使汽车时刻处在安全、稳定、可靠的状态。

图2：CAN总线主要用于连接电池管理系统BMS

目前汽车上的CAN总线连接方式一般要求比较高的信息传输速率，比如用于驱动系统的高速CAN总线，速率可达到500kb/s，而对于中高级轿车以及一些如娱乐系统或智能通讯系统的总线，传输速率更高，可超过1Mb/s。高速CAN总线主要用于连接电池管理系统BMS、发动机控制单元、ABS控制单元、安全气囊控制单元、组合仪表等与汽车行驶直接相关的系统。这些系统由于信息传递量较大而且对于信息传递的速度有很高的要求，因此CAN总线在系统隔离上必须要采用高速隔离光耦。

SILICON LABS作为一家设计、研发集于一身的光电器件产品的顶尖供应商，近日推出了新一代数字隔离器Si86xx。该产品支持双向数据传输，非常适合CAN总线隔离；所有信号输入管脚，内部均带有施密特触发器，能很好的处理有干扰的数据。

Silicon Labs推出的电容隔离技术，最高速度可以达到150Mbps，功耗低至1.5mA/通道，传输延迟短至13ns以内，抖动在350ps以内，以及超过60年MTTF，完成了UL、CSA和VDE认证。其工作原理如下图所示，左边Input做为信号的输入，将该信号转换为无线射频信号后，右边进行RF接收和处理，并且通过Output将接收的信号进行输出。无线信号的调制频率为2.4GHz左右，不在通讯频率范围。其调制和解调信号如图：

图3：Si86xx调制和解调信号图

Si86xx产品特点：
• 满足5KV要求
• UL, CSA, VDE 认证
• 额定工作电压下60年的寿命
• 电磁抗干扰性强
• 2.5 to 5.5 V的供电电压
• 独立双向SDA和SCL隔离通道
• 35mA反向电流开漏输出
• 支持可达1.7MH的I2C
• 支持外部系统信号（Si8605, Si8606）的单向隔离通道
• –40°C to +125 °C温度范围
• 共模50 kV /μs瞬态抗扰度
• AEC-Q100资格认证
• 无铅认证封装：SOIC-8窄体积封装

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全部评论（2）

红楼 Lv3. 高级工程师 2018-06-19

学习了
阿乾 Lv8. 研究员 2017-12-09

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用1颗Si838x做I/O数字输入隔离，大大节省PCB空间。同时更是使得PLC兼顾高速、低速应用，模拟LED输入技术，寿命长。

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电动汽车BMS系统怎能缺少隔离？

电池管理系统（BMS）是混合动力汽车和电动汽车的关键结构，主要用于提高电池的利用率。顺势而为，Silicon Labs推出了高速稳定的Si86xx 5kV数字隔离芯片，具有-40ºC至125ºC全温度范围内业界最快的150Mbps数据传输率，对于节能系统设计，能在1Mbps数据速率下以每通道小于1.6mA的超低功率运行。

2016-04-11 - 新应用代理服务技术支持批量订货

【应用】国产高速光耦HPL6S137助力BMS设计，通信速率高达10Mbit/s

本文重点介绍国产厦门华联高速光耦HPL6S137助力电池BMS通讯隔离设计，速率高达10Mbit/s，具有很强的共模抑制能力高达10kV/μs，非常十分适合工业应用场合。国产器件性价比高，供货和技术支持都能够快速响应。

2021-12-31 - 应用方案代理服务技术支持批量订货

数字隔离器Si8640的VDD1和VDD2是否可以接不同的电压，如VDD1接5V，VDD2接3.3V？

可以，数字隔离器Si8640除了具有电气隔离的功能之外，还可用于在VDD1和VDD2接不同电压，进行逻辑电平转换。

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光电耦合器&光耦继电器&MOS Relay&PHOTO MOS RELAY &PHOTO RELAY在电池管理系统(BMS SOLUTION)的应用

描述- 光电耦合器、光耦继电器、MOS Relay、PHOTO MOS RELAY 和 PHOTO RELAY 在电池管理系统（BMS）中的应用主要包括充电与放电监控、电池平衡、隔离以及防止过度充电和放电。这些器件能够启动保护机制，如断开线路、警告灯/声或卡住充电枪。常用规格包括 EPR411A064105EZ 和 EPR411A404100EZ，具有不同的导通电阻。

型号- EPR411A404100EZ,EPR411A064105EZ,EPR411A404100Z

2024/2/29 - ECE - 应用及方案代理服务技术支持批量订货

Silicon Labs（芯科科技） Si86xx数字隔离器数据手册

描述- 该资料介绍了Si86xx系列数字隔离器，这是一种超低功耗的CMOS设备，提供高速数据传输、传播延迟、功率、尺寸、可靠性和外部BOM优势。这些产品适用于广泛的温度范围和整个使用寿命，具有施密特触发输入以提高噪声免疫力。

型号- SI8661BC-B-IS1R,SI8642BB-B-IS,SI8642ED-B-ISR,SI8621BC-B-ISR,SI8620AX,SI8652BB-B-IS1R,SI8651BB-B-IS1,SI8660BA-B-IS1,SI8650,SI8662BC-B-IS1,SI8663AB-B-IS1R,SI8645BA-B-IU,SI8655,SI8642BB-B-IS1,SI8651,SI8652,SI8620AB-B-ISR,SI8652EC-B-IS1,SI8660BB-B-IS1R,SI863X,SI8640BB-B-IS,SI8650BD-B-ISR,SI8645BB-B-IS1,SI8630AB-B-IS1R,SI8663EC-B-IS1R,SI8640BD-B-IS,SI8662BB-B-IS1R,SI8660,SI8661,SI8635BD-B-ISR,SI8610BB-B-ISR,SI8660ED-B-ISR,SI8635BD-B-IS,SI8622ED-B-ISR,SI8662,SI8663,SI8642BD-B-IS,SI8661EC-B-IS1,SI8631BD-B-IS,SI8631AX,SI864X,SI8610ED-B-ISR,SI8635BC-B-IS1R,SI8630BC-B-IS1,SI8640EC-B-IS1,SI8661EC-B-IS1R,SI8663BD-B-IS,SI8622EC-B-ISR,SI8610BB-B-IS,SI8641BB-B-IUR,SI865X,SI8660BA-A-IS1,SI8651ED-B-ISR,SI8641BC-B-IS1R,SI8642AX,SI8663ED-B-ISR,SI8635BC-B-IS1,SI8631BB-B-IS,SI8635BB-B-IS,SI8661AB-B-IS1,SI8661AB-B-IS1R,SI8642AB-B-IS,SI8650ED-B-IS,SI8641BA-B-IU,SI8631AB-B-IS,SI8622EB-B-IS,SI8650AB-B-IS1R,SI8620AB-B-IS,SI8631EC-B-IS1,SI8655BD-B-ISR,SI86XX,SI866X,SI8621ED-B-IS,SI8663BC-B-IS1R,SI8630AX,SI8640BA-B-IUR,SI8641BD-B-ISR,SI8652AB-B-IS1,SI8622EC-B-IS,SI8641EC-B-IS1,SI8621BB-B-IS,SI8631AB-B-ISR,SI8631BB-B-ISR,SI8640AB-B-IS1,SI8640BC-B-IS1R,SI8652BD-B-IS,SI8655BD-B-IS,SI8610BC-B-ISR,SI8630ED-B-ISR,SI8662BD-B-ISR,SI8610AB-B-IS,SI8620BC-B-IS,SI8620BB-B-IS,SI8610,SI8641AX,SI8662BB-B-IS1,SI8620EC-B-IS,SI8655BB-B-IS1R,SI8660ED-B-IS,SI8645BB-B-IS1R,SI8631BB-B-IS1,SI8622BB-B-ISR,SI8620ED-B-ISR,SI8650BC-B-IS1,SI8663AB-B-IS1,SI8640AB-B-ISR,SI8662ED-B-ISR,SI8622ED-B-IS,SI8630BC-B-IS1R,SI8641BB-B-ISR,SI8622,SI8642BT-ISR,SI8631BC-B-IS1R,SI8640BB-B-IS1,SI8641BC-B-IS1,SI8620,SI8641BD-D-IS,SI8621,SI8640EC-B-IS1R,SI8652AX,SI8641ED-B-ISR,SI8620BC-B-ISR,SI8620BD-B-IS,SI8622BD-B-IS,SI8655BA-B-ISR,SI8620EC-B-ISR,SI8641ED-B-IS,SI8640AB-B-IS1R,SI8661BD-B-IS,SI8635,SI8630EC-B-IS1R,SI8630,SI8631,SI8640AX,SI8663AX,SI8630AB-B-IS1,SI8621AB-B-ISR,SI861X,SI8652ED-B-IS,SI8650EC-B-IS1,SI8642BB-B-IS1R,SI8620BD-B-ISR,SI8662AB-B-IS1R,SI8662BC-B-IS1R,SI8663ED-B-IS,SI8650BD-B-IS,SI8640BC-B-IS1,SI8645,SI8662EC-B-IS1,SI8640,SI8641,SI8630ED-B-IS,SI8642,SI8651AX,SI8640AB-B-IS,SI862X,SI8641BB-B-IS,SI8655BA-B-IUR,SI8621EC-B-ISR,SI8661BB-B-IS1R,SI8652BC-B-IS1R,SI8655BB-B-IS1,SI8645BD-B-ISR,SI8642AB-B-IS1,SI8620BB-B-ISR,SI8662AX,SI8645BB-B-IS,SI8650ED-B-ISR,SI8662EC-B-IS1R,SI8642BC-B-IS1R,SI8660AB-B-IS1,SI8642BA-B-IU,SI8621AB-B-IS,SI8640BA-B-IU,SI8652EC-B-IS1R,SI8660BA-B-IS1R,SI8642AB-B-ISR,SI8630EC-B-IS1,SI8630AB-B-IS,SI8651AB-B-IS1,SI8641BA-B-IUR,SI8650AX,SI8631ED-B-IS,SI8642BD-B-ISR,SI8652BB-B-IS1,SI8660BC-B-IS1R,SI8630AB-B-ISR,SI8640ED-B-IS,SI8651BB-B-IS1R,SI8642ED-B-IS,SI8652AB-B-IS1R,SI8622BC-B-ISR,SI8631BC-B-IS1,SI8650BB-B-IS1,SI8610ED-B-IS,SI8631AB-B-IS1R,SI8641BB-B-IS1,SI8650BC-B-IS1R,SI8660BD-B-IS,SI8655BA-C-IUR,SI8631BD-B-ISR,SI8641BB-B-IS1R,SI8663BD-B-ISR,SI8661AX,SI8610BC-B-IS,SI8651EC-B-IS1,SI8661BB-B-IS1,SI8631EC-B-IS1R,SI8661ED-B-IS,SI8622EB-B-ISR,SI8652BC-B-IS1,SI8631AB-B-IS1,SI8651BD-B-ISR,SI8610AB-B-ISR,SI8621ED-B-ISR,SI8640BB-B-ISR,SI8622BD-B-ISR,SI8630BB-B-IS1R,SI8642EC-B-IS1R,SI8645BD-B-IS,SI8641BD-B-IS,SI8661BC-B-IS1,SI8630BD-B-IS,SI8660EC-B-IS1,SI8610BD-B-ISR,SI8641EC-B-IS1R,SI8645BC-B-IS1,SI8650EC-B-IS1R,SI8622BB-B-IS,SI8630BD-B-ISR,SI8640BB-B-IS1R,SI8641BA-C-IU,SI8635BB-B-ISR,SI8621BC-B-IS,SI8641AB-B-IS1R,SI8622BC-B-IS,SI8660AX,SI8610EC-B-ISR,SI8621EC-B-IS,SI8651BC-B-IS1,SI8651ED-B-IS,SI8662ED-B-IS,SI8610AX,SI8641BA-C-IUR,SI8652BD-B-ISR,SI8663EC-B-IS1,SI8621BD-B-ISR,SI8641BB-B-IU,SI8651BD-B-IS,SI8651EC-B-IS1R,SI8663BB-B-IS1R,SI8620ED-B-IS,SI8640BD-B-ISR,SI8660AB-B-IS1R,SI8641AB-B-IS,SI8642AB-B-IS1R,SI8660BC-B-IS1,SI8630BB-B-ISR,SI8642EC-B-IS1,SI8640ED-B-ISR,SI8645BB-B-ISR,SI8621AX,SI8660BD-B-ISR,SI8655BA-B-IS,SI8641AB-B-IS1,SI8650AB-B-IS1,SI8661BD-B-ISR,SI8663BC-B-IS1,SI8631ED-B-ISR,SI8662BD-B-IS,SI8655BA-B-IU,SI8650BB-B-IS1R,SI8621BB-B-ISR,SI8645BA-B-IUR,SI8630BB-B-IS,SI8610EC-B-IS,SI8630BB-B-IS1,SI8660BB-B-IS1,SI8610BD-B-IS,SI8660EC-B-IS1R,SI8645BC-B-IS1R,SI8662AB-B-IS1,SI8663BB-B-IS1,SI8652ED-B-ISR,SI8641AB-B-ISR,SI8661ED-B-ISR,SI8642BB-B-ISR,SI8631BB-B-IS1R,SI8642BA-B-IUR,SI8651AB-B-IS1R,SI8642BC-B-IS1,SI8621BD-B-IS,SI8651BC-B-IS1R

2013年09月01日 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 1.0 代理服务技术支持批量订货

【应用】CMTI典型值达75kV/μs数字隔离器π122E61Q用于BMS电池系统，速率高达200Mbps

OBC由BMS监控，车上基本都是通过CAN来通信, 数字隔离器有安全，抗干扰，电平转换等优点，在CAN收发器和控制器之间可以增加数字隔离器π122E61Q，可以增加信号的可靠度和安全性。该产品具有超低功耗，0.58mA/通道(1Mbps时)，速率高达200Mbps，满足BMS系统的需求。

2022-11-27 - 应用方案代理服务技术支持批量订货

Silicon Labs（芯科科技） Si864x低功耗四通道数字隔离器官方数据手册

描述- 本资料描述Si864x 低功耗四通道数字隔离器主要应用于汽车、工业市场。

型号- SI8642BB-B-IU,SI8641BB-B-IS,SI8642BB-B-IS,SI8641BB-B-IU,SI8640BD-AS,SI8645BD-B-ISR,SI8642ET-IS,SI8645BA-B-IU,SI8642EB-B-IU,SI8642BB-B-IS1,SI8641EX,SI8640EB-B-IU,SI8641EB-B-IU,SI8641BT-ISR,SI8641BD-B-IS2,SI8642ET-AS,SI8645BB-B-IS,SI8645BB-B-IU,SI8640BB-B-IU,SI8640BB-B-IS,SI8641ED-B-IS2,SI8642BC-B-IS1R,SI8645BB-B-IS1,SI8640ED-B-IS2,SI8641ET-IS,SI8642EA-B-IU,SI8640BT-IS,SI8640BD-B-IS,SI8642EA-B-IUR,SI8642BA-B-IU,SI8640BA-B-IU,SI8642ET-ISR,SI8642BD-B-IS,SI8641BA-B-IUR,SI8642ET-ASR,SI8642BD-B-ISR,SI864X,SI8645ET-ISR,SI8641ED-B-ISR,SI8640ED-B-IS,SI8642ED-B-IS,SI8642ED-B-ISR,SI8641ED-AS,SI8640EC-B-IS1,SI8642BD-ASR,SI8642EB-B-IUR,SI8641BB-B-IS1,SI8641BT-IS,SI8640EX,SI8640BD-B-IS2,SI8640BB-B-IUR,SI8641BB-B-IS1R,SI8645ET-IS,SI8641BC-B-IS1R,SI8642BD-B-IS2R,SI8641BD-AS,SI8640ED-B-IS2R,SI8642ED-B-IS2,SI8641BA-B-IU,SI8640BB-B-ISR,SI8645BA-C-IUR,SI8642EC-B-IS1R,SI8642EA-AU,SI8640BC-B-IS1,SI8642ED-B-IS2R,SI8645BD-B-IS,SI8641BD-B-IS,SI8641BD-ASR,SI8642BX,SI8640BA-B-IUR,SI8645BT-ISR,SI8641EC-B-IS1R,SI8645BC-B-IS1,SI8645BB-B-IUR,SI8640BD-ASR,SI864XXT,SI8641EC-B-IS1,SI8645BT-IS,SI8640BC-B-IS1R,SI8641EB-B-IUR,SI8640BB-B-IS1R,SI8641BA-C-IU,SI8642BA-C-IU,SI864XXA,SI8640BD-B-IS2R,SI8641BB-B-IUR,SI864XXC,SI864XXB,SI864XXD,SI8642BA-C-IUR,SI8642EC-AS1,SI8645BB-B-IS1R,SI8641ED-ASR,SI8641BD-B-IS2R,SI8642EC-AS1R,SI8641BA-C-IUR,SI8641BB-B-ISR,SI8642BT-ISR,SI8642BB-B-IUR,SI8640BD-B-ISR,SI8640BB-B-IS1,SI8641BC-B-IS1,SI8641BX,SI8640EC-B-IS1R,SI8645BX,SI8641BB-AS1R,SI8640ED-ASR,SI8642EC-B-IS1,SI8640ET-IS,SI8645BB-B-ISR,SI8640ED-B-ISR,SI8642BT-IS,SI8641ET-ISR,SI8642EX,SI8642BB-AS1,SI8640EB-B-IUR,SI8645BA-B-IUR,SI8642BD-B-IS2,SI8642EA-AUR,SI8642BB-B-IS1R,SI8645BC-B-IS1R,SI8640ED-AS,SI8641ED-B-IS2R,SI8641BB-AS1,SI8645BA-C-IU,SI8642BB-B-ISR,SI8645,SI8642BA-B-IUR,SI8640,SI8641,SI8642,SI8640BX,SI8641BD-B-ISR,SI8642BC-B-IS1,SI8640ET-ISR,SI8642BB-AS1R,SI8642BD-AS,SI8640BT-ISR,SI8641ED-B-IS

February 2018 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 2.12 代理服务技术支持批量订货

Si87XX容耦隔离器较Si86XX隔离器有何性能提升？

Si87XX单通道高性能数字隔离器，可取代传统光耦，在Si86XX隔离器性能的基础上增加以下性能：1、增强VED/IEC 60747-5-2，带10kv涌浪；2、可直接替代常见光耦；3、最适合：高性能光耦升级（寿命长，高可靠和高数据率）。

2017-05-05 - 技术问答代理服务技术支持批量订货

【选型】光耦合器HSSR-S1A01-2助力车载BMS控制信号隔离电路设计，输入输出绝缘耐压高达3750Vrms

在车载BMS产品设计中客户须选用一光耦合器用于主控IC与BMS高压电源芯片间控制信号的隔离，要求：单路、隔离电压不低于1500Vrms、高压侧耐压不低于200V。笔者推荐了华联电子HSSR-S1A01-2，符合客户基本要求的同时隔离电压高达3750Vrms，安全性更高。

2022-11-24 - 器件选型代理服务技术支持批量订货

有没有自带隔离DC-DC的数字芯片应用在SPI通讯应用上？

推荐高速数字隔离Si88241，它自带DC-DC电源控制器，外部只需接个小型变压器即可实现电源转换，4通道数字隔离，三进一出，非常适合SPI通讯的应用场合。

2017-05-05 - 技术问答代理服务技术支持批量订货

【选型】荣湃数字隔离器π141E61Q助力车载BMS SPI隔离电路设计，隔离电压高达5000Vrms

在某车载BMS产品设计中客户须选用一数字隔离器用于MCU与电池管理前端AEF器件间的SPI通讯隔离，要求：四通道、10Mbps传输速率、隔离电压3750Vrms、双侧电压满足3.3/5V兼容、车规优先。推荐荣湃π141E61Q。

2022-11-17 - 器件选型代理服务技术支持批量订货

Can接口保护方案有推荐的吗？该方案需要用到光耦吗？

为了避免CAN控制器和CAN收发器的电气不一致，需在二者之间加隔离芯片。传统的CAN隔离使用光耦较多，也推荐使用Silicon Labs的容隔离Si8621。与传统光耦隔离相比，采用Si8621隔离芯片设计的电路功耗低，数据传输速率高，时序精度高，瞬态共模抑制比优，信号传输方向灵活，硬件电路简单。在CAN总线接入端与地之间分别反接两个保护二极管，如果CAN总线上有较高的负电压，通过二极管的短路起到一定的过压保护作用。收发模块连接的CAN总线两端并联了一个电阻，这个电阻作为数据收发终端对总线起了阻抗匹配的作用，防止数据在线端被反射，影响数据传输。

2017-03-14 - 技术问答代理服务技术支持批量订货