【应用】荣湃高可靠性、高抗干扰能力的数字隔离器在48V/72V额定电压BMS中的应用

2021-07-02 世强
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电池管理系统(Battery management system,简称 BMS)是连接电力电池和用电设备的重要纽带,其主要功能有通过对电压、电流、温度等参数采集、计算,监视电池工作状态,进而控制电池的充放电过程,实现对电池的保护,提升电池综合性能;以及均衡控制,通信上报数据等;为了保证在BMS中通信的安全性和可靠性,需要对通信线路做隔离设计。


基本架构和优势:

荣湃数字隔离器产品采用全球首创的智能分压技术(iDivider),基本架构包括信号输入和输出电路,之间通过以二氧化硅作为隔离介质的隔离栅隔开,如下图1所示;应用电容分压的原理,直接把电压信号从电容一边传到另一边,不需要RF信号和调制解调,发扬了其它隔离技术(如光耦的opto-coupler 技术,icoupler 技术,OOK技术等)的优点,也最大限度的优化了其它隔离技术的不足,是一种更本质更简洁的隔离信号传输技术,智能分压(iDivider)技术电路大大简化,功耗更低,速度更快,抗干扰能力增强,噪声更低。


图1 荣湃数字隔离器基本架构


得益于iDivider技术的先进架构,与其他数字隔离产品相比,荣湃产品在电磁辐射和静态功耗上具有显著的性能优势,从而无需高成本的屏蔽防护措施,这简化了系统设计、降低了成本,同时也减轻了在BMS产品设计中,为了符合EMC电磁兼容性要求,所带来的设计挑战。


荣湃提供1-6路通道配置,1.5KV,3KV,5KV三种隔离耐压产品可供选择;具有宽温度范围(-40至125°C)内,150Kbps(U系列),10Mbps(M系列),200Mbps(E系列)的数据传输率,以及每通道约0.5mA的超低静态功耗水平,十分适合用于功耗敏感的BMS系统设计。荣湃产品强大的数字隔离架构,能够确保即使在恶劣环境中,例如在高电气噪声,高温,高数据传输速率下,依旧可以保持所传输信号的完整性。


1、在48V额定电压BMS中的应用

电动自行车,电动滑板车,电动工具等产品,广泛应用48V额定电压的电池系统。首先48V BMS整体架构图如下图2所示,其中BMS里面,MCU实时采集单体电池的电压、电流和温度,通过485总线对外通信,传输状态信息。为保证通信的安全可靠,必须对485总线做隔离设计。

图2 额定电压48V BMS系统框图


在成本敏感的BMS系统中,485通信隔离会采用3颗单通道的光耦来实现,但是光耦有以下缺点:

1、光耦本身传输性能较差,传输延迟大,传输速率低

2、温漂严重,传输性能随着温度变化而显著变化

3、光耦用久了会有光衰减,影响精度,传输延迟变高

4、内部存在机械磨损,使用寿命大大缩减,寿命短,功耗高

5、采用环氧材料和光耦合垂直叠放技术,体积大,外围电路复杂


而荣湃的3通道,150Kbps的数字隔离器π131U31,隔离耐压3KVrms,在BMS中可完美替代3路单通道光耦PC817等,且解决了光耦的劣势,提高可靠性,外围电路设计简单,节省60%以上的PCB空间。


2、在72V额定电压BMS中的应用

在电动摩托车等产品中,广泛应用72V额定电压的电池系统。首先72V BMS整体架构图如下图3所示,BMS里面, 通常会用两个AFE级联,其中高端的AFE需要使用I2C隔离器,与MCU进行通信。单体电池的电压、电流和温度实时采集到MCU上,MCU通过CAN总线对外通信,交互状态信息。为保证通信的安全可靠,也需要对CAN总线做隔离设计。


图3 额定电压72V BMS系统框图


荣湃双向I2C数字隔离器π220N31

低功耗,隔离耐压达3KVrms,支持2MHz的通信速率,传输延迟仅为45ns。两通道数字隔离器π122M31,具有3KVrms隔离耐压,0.5mA/通道的超低静态功耗,10Mbps的通信速率,仅为11ns的低传输延迟。这两款芯片都具有高可靠性和高抗干扰能力,十分适合用于BMS中的I2C隔离和CAN通信隔离。


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荣湃半导体(2Pai Semi)数字隔离器/驱动器/隔离放大器选型指南

目录- 标准数字隔离器    DFN封装数字隔离器    数字光耦    隔离485    隔离I2C    隔离CAN    半桥驱动    单通道隔离驱动    双通道隔离驱动器    光耦兼容隔离器    电流检测隔离放大器    光耦兼容固态继电器   

型号- Π120S60R,PAI8253E-WR,PAI8232C-WR,Π131E31S,PAI120E60-W5R,PAI122E60-W5R,PAI8253C-S1R,Π141M31,Π131E30S,Π141M30,Π140M61,Π131U31S,Π140M60,Π163M60,Π163M61,Π140A30S,Π141E31,Π141E30,Π140E60,Π163E60,Π163E61,Π120S61R,PAI8300-W5R,Π131A61,Π163U60,Π131A60,Π131M60R,Π163U61,Π221N61,PAI8233E-WR,Π121A31,Π121A30,Π120A61,PAI8211C-SR,PAI8233E-S1R,Π120A60,Π120A31,PAI85137-SR,Π161A60,Π140U31,Π140U30,PAI8211C-W5R,Π142U30S,PAI85236-SR,PAI8252C-WR,PAI85237-PT,Π121U61R,Π161A61,PAI8232D-S1R,Π120A30,Π142A60,Π142A61,Π162A30,Π162A31,PAI8253D-WR,Π122M60,Π122M61,PAI8252B-S1R,Π142E31S,Π122U60,Π131U30S,PAI8232B-WR,Π122U61,PAI8233B-S1R,Π140M31,Π140M30,Π142U31S,Π142E30S,Π121U60R,Π140E31,Π122E60,Π140E30,Π122E61,Π121E60R,Π130U31S,Π121E61,Π121M60,Π122E30,Π122E31,Π140E31S,Π131S61R,Π121M61,Π121U60,Π130A60,Π122M30,Π122M31,Π131A30,Π130A61,Π121S61R,Π131A31,PAI8252D-S1R,Π160E31,Π160M30,Π131A30S,Π130E31S,Π121E60,Π160E30,PAI120E61-W5R,Π142A31,Π141A61,PAI8558EQ-W2R,Π141A60,Π162A60,Π160U31,Π162A61,Π140E30S,PAI8232D-WR,PAI8232C-S1R,Π160M31,Π160U30,PAI8171A-SR,Π121S60R,Π131A31S,Π121U61,PAI8252B-WR,Π122U30,Π122U31,Π163A30,Π163A31,Π142A30,Π141U30S,Π122E11,PAI8253C-WR,Π122E10,Π122M11,Π120M60R,Π131M61R,Π122M10,Π121U31,PAI8233C-S1R,Π121U30,Π220N61,Π120U61,Π120U60,Π221N31,Π110E31,Π110E30,Π141E30S,PAI8233D-WR,Π110M31,Π110M30,Π141U31S,Π130U30S,PAI85136-SR,Π120M61R,Π131S60R,Π130A31,Π142A30S,Π130A30,Π161M30,PAI85236-PT,Π161M31,Π141E31S,Π160M61,Π160M60,PAI8253D-S1R,Π130E30S,Π161E31,Π161E30,Π160E61,PAI85137-PT,Π160E60,Π130A30S,Π131M31S,Π131U61,Π140A61,Π131U60,Π140A60,Π163A60,Π163A61,Π161U30,Π161U31,PAI121E60-W5R,Π160U61,Π160U60,Π110E11,PAI8252A-WR,Π110E10,Π120E61R,PAI8233B-WR,Π142A31S,Π110M11,Π110M10,PAI8252C-S1R,PAI85136-PT,Π141A31,Π141A30,Π121E31,PAI8253A-S1R,Π121E30,Π130A31S,Π120E61,PAI8253B-WR,Π120E60,Π121M31,Π131U60R,Π121M30,Π120M61,H140E61,Π120M60,Π131E61,Π142U60,Π131E60,Π142U61,Π131M61,Π131M60,Π120E30,Π142E60,Π142E61,Π142M30S,Π120E31,Π120M30,Π142M60,Π142M61,Π120M31,Π140U30S,PAI8233D-S1R,Π161M61,Π162M30,Π162M31,Π161M60,Π161E60,Π121M61R,Π162E30,Π162E31,Π161E61,Π130U60,PAI8211A-W5R,Π131U30,Π130U61,Π131U31,Π141A30S,Π161U61,Π162U30,Π162U31,Π140U31S,PAI8253E-S1R,Π142M31S,Π131M30S,Π161U60,Π120U30,Π220N31,Π120U31,Π122A61,Π122A60,Π121M60R,PAI8211A-SR,PAI8233C-WR,Π140A30,PAI8232A-S1R,PAI8253A-WR,Π141A31S,Π120E11,Π120E10,Π140M31S,Π141U61,Π120M11,Π141U60,Π120M10,PAI8485-W1R,Π130E60,Π131E30,Π130E61,Π142U30,Π142U31,PAI8450-W1R,Π131E31,Π121A60,Π130M60,Π160A30,PAI8233F-WR,Π131M30,Π130M61,PAI122E61-W5R,Π121E61R,Π122A31,Π131M31,Π122A30,Π130M31S,PAI8253B-S1R,Π121A61,Π160A31,PAI121E61-W5R,Π142E30,Π142E31,PAI8253F-WR,PAI8233F-S1R,Π140M30S,Π142M30,Π142M31,PAI85237-SR,Π163M30,Π163M31,PAI8233A-WR,Π141M61,Π141M60,Π162M60,Π162M61,Π163E30,Π163E31,Π141E61,Π141E60,Π162E61,Π130U31,PAI8232A-WR,Π130U30,Π120U60R,Π163U31,Π163U30,Π110A30,Π110A31,Π131U61R,Π162U60,Π162U61,Π131E60R,Π141M30S,PAI8253F-S1R,Π120U61R,Π141U31,Π141U30,Π140U61,Π140U60,Π120E60R,Π131E61R,PAI8131A-SR,Π130E31,PAI8252D-WR,Π130E30,Π161A31,Π140A31S,Π161A30,Π160A61,PAI8233A-S1R,Π160A60,Π130M31,PAI8486-W1R,Π130M30,Π141M31S,PAI8252A-S1R,Π130M30S

2022/9/26  - 荣湃半导体  - 选型指南 代理服务 技术支持 批量订货

GLW(格励微) 数字隔离器/隔离驱动器/总线接口芯片/隔离DC-DC转换器 选型指南

描述- 中科格励微成立于2017年10月,专注于数字隔离技术研究。公司现有员工200余人,拥有一支设计经验丰富的混合集成电路设计队伍,在北京、天津、西安、成都设立四大研发中心。公司掌握自主知识产权的电磁数字隔离器和电容数字隔离器设计技术,建有完整的数字隔离器设计技术平台、片上变压器/电容器加工工艺平台和隔离全参数测试平台。公司产品包括数字隔离器、隔离电源、总线接口、隔离驱动器等系列产品,产品广泛应用于新能源、工业控制、数字电源、智能电气等领域。

型号- GIC1400H-SW,GID3404A-LB,GIB1251-SN,GID2402A-SN,GIC1400H-SS,GID3404D-SN,GIB2491-SW,GIC1603H-SS,GIC1400H-SN,GIC1603H-SN,GIT3232-ST,GIC1603H-SW,GIC1401L-SW,GIC1211L-SN,GIT3232-SN,GID2402A-SW,GID3403B-LB,GID3404D-SW,GID1200,GIB1260-SW,GIB249X,GIC1402H-SW,GIP6414L-SW,GID2402D-SN,GID2402A-LB,GIC1402H-SS,GID3403B-SW,GID3404D-LB,GIC1201L-SN,GIB2582-SW,GIC1601H -SS,GIC1211L-SW,GIT3232,GID3403B-SN,GID2402D-SW,GIC140X,GIC1200L-SW,GIP5028-SW,GIB3251-SW,GID2402C-SN,GID3403C-SW,GID3404C-LB,GID340X,GIP6412L-SW,GIP6411H-SW,GIC1201H-SN,GIC1600H-SW,GID3403C-SN,GIC1600H-SS,GIP6413H-SW,GIC1600H-SN,GID2402C-SW,GIC1201H-SW,GIB3251,GIC1601L-SW,GIC1601L-SS,GID3404A-SN,GIB2492-SW,GIP6410L-SW,GIC1602H-SW,GID2402C-LB,GID1200-SW,GIC1601L-SN,GIC1602H-SN,GIC1401L-SN,GIC1401L-SS,GIC1602H-SS,GIC1402H-SN,GIP641X,GIB3053-SW,GID3404A-SW,GIC1603L-SS,GIP5028,GIC1603L-SW,GID2402B-LB,GID3403A-SW,GIC1603L-SN,GIC1401H-SW,GID3403A-SN,GIC1400L-SN,GIC12XX,GIC1401H-SS,GIC1400L-SW,GIC1401H-SN,GIB2582,GID3404C-SN,GIC1211H-SN,GIB1250-SN,GIP6411L-SW,GIC1402L-SW,GIC1402L-SS,GIC1211H-SW,GIC1402L-SN,GIP6410H-SW,GIB1260,GID3403C-LB,GID3404C-SW,GIC1200L-SN,GIC1601H-SN,GIC160X,GIC1200H-SN,GID3404B-SN,GIP6413L-SW,GIP6414H-SW,GIB125X,GIC1200H-SW,GID2402D-LB,GIC1600L-SW,GIP6412H-SW,GIC1600L-SS,GID3403D-LB,GID3404B-SW,GIC1201L-SW,GIC1600L-SN,GIB4651-SW,GIB3053,GID2402B-SN,GID3404B-LB,GIC1400L-SS,GID3403D-SW,GIC1602L-SS,GID3403A-LB,GID3403D-SN,GIC1602L-SW,GID2402,GIC1601H-SW,GID2402B-SW,GIC1602L-SN

2024/3/28  - GLW  - 选型指南  - 2024A 代理服务 技术支持 批量订货

如何理解数字隔离器的电平转换功能?

荣湃数字隔离器双侧供电完全独立,不论两侧供电电压的相互关系如何,只要在允许的供电范围内,数字隔离器都能工作。所以,数字隔离器可以通过调整输入端供电电压和输出端供电电压,实现信号隔离传输中的电平转换,免去单独的电平转换芯片。

2024-10-30 -  技术问答 代理服务 技术支持 批量订货

荣湃半导体专注数字隔离器,采用独创iDivider技术,助客户缩短产品研发周期

荣湃半导体有限公司是一家致力于打造全球技术领先的高性能模拟集成电路的国产供应商,目前已经上市的产品有数字隔离器π1xxx & π2xxx系列产品,该系列产品的综合性能远优于目前市场上同级别产品数倍,填补了中国数字隔离器芯片领域的产品空白。

2021-09-17 -  原厂动态 代理服务 技术支持 批量订货

荣湃数字隔离器传播延时是多少,有应用优势吗?

荣湃E、M系列数字隔离器的典型传播延时为14ns,这一参数显著低于高速光耦约50ns的传播延时,同时可以提供。更低的传播延时有助于通信协议的提速,数字隔离器能够支持更高速的通信协议。

2024-10-30 -  技术问答 代理服务 技术支持 批量订货

荣湃半导体 数字隔离器选型表

提供标准数字隔离器及I2C数字隔离器。标准数字隔离器,π1xxx系列:总通道数1,2,3,4,6通道;反向通道数1,2,3通道;传输速度150kbps,10Mbps,200Mbps,600Mbps,共4档,比市场上同级别产品快4倍;静态工作电流0.4mA/通道,比市场上同级别产品降低3倍;传输延迟5.5ns,比市面同级别产品降低2.0倍;隔离电压1.5KV,3KV,5KV,共3档。I2C数字隔离器,π2xxx系列:传输速率2MHz;隔离耐压3KV,5KV,共2档;传输延迟45ns。

产品型号
品类
总通道数
反向通道数
最大工作速率
默认输出状态
工作电压范围
CMTI (kV/us)
绝缘耐压
浪涌耐压
封装
π110A30
标准数字隔离器
1
0
600Mbps
Logic Low
3V~5.5V
75kV/us
3000Vrms
5000Vpk
NB SOIC-8

选型表  -  荣湃半导体 立即选型

π160E/π161E/π162E/π163E 增强 ESD 功能,3.0kV/5.0kV rms 隔离电压 200Mbps 六通道数字隔离器产品手册

描述- 荣湃半导体推出的π160E/π161E/π162E/π163E系列数字隔离器,采用智能分压技术(iDivider®技术),具备高隔离电压、低功耗、高速率等特点。产品适用于工业现场总线、工业自动化系统等领域。

型号- Π161XXX,Π161E6,Π161E61Q,Π161E6X,Π162E3X,Π161EXX,Π160E31,Π163E30Q,Π162E,Π160E30,Π162E30Q,Π163E60,Π163E61,Π160E61Q,Π160XXX,Π16XX3X,Π120A30S,Π161E60Q,Π160EXX,Π163E31Q,Π1XXXXX 系列,Π161E3X,Π161E,Π160E6X,Π163E30,Π163E31,Π162E31Q,Π16XE3X,Π160E60Q,Π162E60,Π162E61,Π163XXX,Π161E31Q,Π16XX6X,Π160E3X,Π160E,Π163E6X,Π16XE6X,Π161E60,Π162E30,Π160E31Q,Π162E31,Π163EXX,Π16XEXX,Π161E61,Π162E60Q,Π162XXX,Π1XXXXX,Π161E30Q,Π163E60Q,Π163E3X,Π163E61Q,Π162EXX,Π162E6X,Π163E,Π160E30Q,Π161E31,Π161E30,Π160E61,Π162E61Q,Π160E60

2021/12/06  - 荣湃半导体  - 数据手册  - Rev.1.9 代理服务 技术支持 批量订货

π140E/π141E/π142E增强ESD功能,3.0kV/5.0kVrms隔离电压200Mbps 四通道数字隔离器

描述- 荣湃半导体推出的π140E/π141E/π142E系列数字隔离器,采用iDivider®技术,具备高隔离电压、低功耗、高速率等特点。该系列隔离器广泛应用于工业自动化、隔离式开关电源等领域。

型号- Π140X6X,Π14XE3X,Π142EXX,Π140E31S,Π142E6X,Π14XEXX,Π14XX3X,Π142E,Π142XXX,Π141E31,Π141E30,Π140E61,Π140E60,Π141X3X,Π(1)(2)(0)(A)(3)(0)(S),Π142E30,Π142E31,Π140E30S,Π141E60Q,Π140E3X,Π1XXXXX 系列,Π141E61Q,Π142E60Q,Π141E,Π14XEX0,Π14XEX1,Π14XE60,Π14XE61,Π141X6X,Π141E61,Π142X3X,Π141E60,Π142E60,Π142E61,Π140E61Q,PAI1XXXXX,Π141E3X,Π140E6X,Π140E,Π140EXX,Π141E30S,Π142X6X,Π140XXX,Π14XE6X,Π140E60Q,Π1XXXXX,Π142E31S,Π142E3X,Π14XX6X,Π141E6X,Π141E31S,Π142E30S,Π141EXX,Π140E31,Π141XXX,Π140E30,Π140X3X

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π140E/π141E/π142E 增强 ESD 功能,3.0kV/5.0kV rms 隔离电压 200Mbps 四通道数字隔离器产品手册

描述- 荣湃半导体π1xxxxx系列数字隔离器采用智能分压器技术,具备高隔离电压、低功耗、高速率等特点。该系列包含多种型号,支持3.0V至5.5V工作电压,并提供3.3V和5V逻辑电压转换。产品广泛应用于工业现场总线、工业自动化系统和隔离式开关电源等领域。

型号- Π140E31Q,Π140X6X,Π14XE3X,Π142E31SQ,Π142EXX,Π140E31S,Π142E6X,Π14XX3X,Π142E,Π142XXX,Π141E31,Π141E30,Π140E61,Π140E60,Π141X3X,Π140X3X,Π142E30,Π142E31,Π140E30S,Π140E30Q,Π141E60Q,Π120A30S,Π141E30SQ,Π140E3X,Π1XXXXX 系列,Π141E61Q,Π142E60Q,Π141E,Π141X6X,Π141E61,Π141E60,Π140E31SQ,Π142X3X,Π142E60,Π142E61,Π140E61Q,Π142E30SQ,Π142E30Q,Π141E3X,Π140E6X,Π141E30Q,Π142E61Q,Π140E,Π141E30S,Π140EXX,Π142X6X,Π140XXX,Π14XEXX,Π14XE6X,Π140E60Q,Π1XXXXX,Π142E31S,Π142E3X,Π142E31Q,Π141E31SQ,Π141E31Q,Π14XX6X,Π141E6X,Π141E31S,Π142E30S,Π141EXX,Π140E31,Π140E30SQ,Π140E30,Π141XXX

2021/12/06  - 荣湃半导体  - 数据手册  - Rev.1.9 代理服务 技术支持 批量订货

【应用】荣湃数字隔离器π121U31用于抽油烟机中,其传输速率达150Kbps

荣湃半导体的2通道,150Kbps数字隔离器π121U31,在抽油烟机中可完美替代两路单通道光耦EL816,且解决了光耦的劣势,提高可靠性,外围电路设计简单,节省60%以上的PCB空间。

2021-07-22 -  应用方案 代理服务 技术支持 批量订货

【应用】荣湃半导体的低功耗高性能数字隔离器可完美替换光耦隔离用于IR46电能表中

荣湃半导体的数字隔离器符合IR46标准可用于IR46电能表中。其产品全温度范围-40~125℃,隔离栅寿命长,延时小,高隔离电压,可保证数据传输的可靠性与安全性。可完美替换光耦隔离和其他厂商的数字隔离器,是隔离应用的最佳之选。

2021-06-04 -  应用方案 代理服务 技术支持 批量订货

π120E1/π122E1 增强 ESD 功能,1.5kV rms 隔离电压 200Mbps 双通道数字隔离器产品手册

描述- 荣湃半导体推出的π120E1/π122E1系列数字隔离器采用智能分压技术(iDivider®技术),具备200Mbps的高速率和增强的ESD防护能力。产品适用于通用多通道隔离、工业现场总线隔离、工业自动化系统和隔离式开关电源等领域。

型号- Π122E11,Π1XXXXX 系列,Π120E11,Π120E10,Π122E10,Π1XXXXX,Π120XXX,Π120A30S,Π122E1,Π120E1,Π120E1X,Π122E1X

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品牌:川土微电子

品类:标准数字隔离器

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品牌:川土微电子

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品牌:川土微电子

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VC均温板散热器定制

可来图定制均温板VC尺寸50*50mm~600*600 mm,厚度1mm~10mm,最薄0.3mm。当量导热系数可达10000W/M·K,散热量可达10KW, 功率密度可达50W/cm²。项目单次采购额需满足1万元以上,或年需求5万元以上。

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力矩电机定制

可定制电机的连续转矩范围1Nm至2000Nm,峰值转矩3Nm至5500Nm,电机延长线长度、变换编码器类型。

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