【选型】为电动汽车BMS通信隔离设计选择一款合适的数字隔离器

时间： 2017-10-07 来源：世强作者：honglei

技术问答

电动汽车存在高压（电池组侧）和低压12V（子控制板侧）工作电压，中间通过SPI总线通信，设计时必须要做高低压隔离保护；同时主控制板MCU与电池管理系统通过CAN总线相互通信时为增加可靠性，CAN总线也必须隔离。而传统的高速通信光耦在汽车高温恶劣的环境下已经不满足设计，需要更高可靠的产品替代，这里针对如上两种隔离SPI总线隔离、CAN总线隔离给大家推荐SILICON LABS高速通信隔离解决方案。

首先提供一下汽车BMS整体架构图如下图1所示，其中左侧是低压侧，右侧是是高压侧，BMS中单体电池的电压、电流和温度实时采集通过子板送到CAN总线上，为避免浪涌电流可能会通过这些导线进入主控制板，将主控制电路损坏，不能及时控制外设动作，故必须对CAN总线做隔离设计，这里可以推荐Silicon Labs Si8621和Si8622。

有人会问，Si8621和Si8622隔离器的区别是什么？

回答：Si8621和Si8622都是两路隔离器，并且都是一路输入和一路输出。二者的区别是Si8621是A1端输入A2端输出，而Si8622是A1端输出A2端输入。二者的输出端口位置不同，主要是方便PCB布板走线，设计者根据实际电路选型。

图1：BMS整体结构图

而针对BMS电池管理系统子板的电路模块布局图可参考如下图2所示，其中左侧是低压12V系统，右侧是高压监控部分，右侧将电池组单体电池的电压信号、电流信号、温度信号通过SPI总线送给MCU处理后送至CAN总线给主控制板处理，而SPI总线需要两次数字隔离处理，两次数字隔离间的PCB 覆铜采用“浮地”进一步提高了隔离效果和极端情况下的安全性。这里SPI通信隔离可推荐Silicon Labs Si8641。

图2：子板各模块布局图

Silicon Labs推出的电容隔离技术Si8621/Si8622/Si8641均是Si86xx高速通信隔离产品，最高速度均可达到150Mbps，功耗低至1.5mA/通道@1Mbps，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，即使在汽车恶劣环境下仍保持高可靠性能。

上面介绍的通信隔离解决方案均是采用DC/DC+数字通信隔离实现的，而对于更多的设计者，如果有一款集成DC/DC转换器的数字隔离器用于SPI或CAN通信隔离时，相信一定更感兴趣，下面介绍下Silicon Labs推出的集成DC/DC转换器的数字隔离器 Si88xx，实物图如下图3所示，产品特点如下：

DC/DC转换器

• 集成的DC/DC转换器功率高达 5W，转换器效率高达83%

• 支持从 3/5 V到隔离的3/5 V，24 V到隔离的3/5 V的转换

• 完全集成、二次感应、反馈控制的转换器，带有低 EMI 抖动

• 支持直流对直流关闭、可编程频率控制和软启动

数字隔离

• 通信速率高速 100 Mbps，传播延迟典型值为23 ns

• 瞬态抗扰度典型值为100 kV/µs

• 高达 5KVrms 的安全隔离

• 高度可靠：100 年使用期

• 符合 AEC-Q100

• 宽泛的温度范围：-40 至 +125 °C

• 符合 RoHS 的封装：SOIC-20 宽体

图3：集成DC/DC转换器的通信隔离产品-SI88xx实物图

通过如上的介绍，相信大家对BMS通信隔离选型已经清楚了，如果您感兴趣记得收藏哦，有问题请留言或电话联系世强申请样品，感谢！

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全部评论（11）

用户67995201 Lv4 资深工程师 2018-11-12

Silicon Labs Si8621和Si8622数字隔离器价格怎么样？
- 回复：您好！世强元件电商平台是一个开放的为智能硬件研发服务的平台，平台上有大量研发服务所需的内容和资料，您可以关注平台最新上线的元件商城，搜索相关品牌或者型号可以快速了解最新供应产品及其库存和价格。以下是世强的联系方式，欢迎您随时与我们取得联系，谢谢！服务热线：400-887-326服务邮箱：service@sekorm.com
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二师兄 Lv7. 资深专家 2018-11-26

学习学习
用户67995201 Lv4. 资深工程师 2018-11-10

价格怎么样
- 世小强回复：小强帮你问问哈
工控老鬼 Lv8. 研究员 2018-09-28

学习了
可乐加冰 Lv3. 高级工程师 2017-12-29

收藏下，关注新能源

Clarence Lv8. 研究员 2017-12-29

支持！
小旋风 Lv7. 资深专家 2017-12-22

这个好
阿乾 Lv8. 研究员 2017-12-05

8641
三3三 Lv8. 研究员 2017-11-29

好东西，学习下
luose Lv8. 研究员 2017-10-18

不错，学习了

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Silicon Labs（芯科科技） Si86xx数字隔离器数据手册

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

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