纳芯微电子：电容隔离器件的隔离失效模式

Release time：2024-08-19
author：AMEYA360
source：纳芯微
reading：1331

　　电容式隔离产品(如隔离器、隔离放大器、隔离电源产品等)是将输出端与输入端隔离的器件，能够避免两个系统之间出现非预期的直接和瞬态电流，同时确保可以正确地传输信号和功率。例如，隔离器可以转换不同参考电平的信号，保护敏感控制模块免受高电压的影响，并在发生电气故障时最大限度减小故障影响范围。对于此类隔离产品，隔离屏障失效可能导致系统故障，并对操作人员的安全构成潜在威胁。因此，我们将探讨隔离失效模式的作用机制，以及容隔器件的推荐应用方式以避免发生隔离失效。

　　1. 隔离失效模式的作用机制

　　1.1.电容隔离器的结构

　　图1显示了一个串联电容隔离器的结构。其中，不同裸片上各配置一个串联隔离电容器，同时厚度超过28μm的SiO2隔离介质可以实现加强绝缘。与其他绝缘材料(如环氧树脂、聚酰亚胺等)相比，SiO2具有高可靠性和高介电强度等优点。

纳芯微电子：电容隔离器件的隔离失效模式

　　根据电容隔离器的结构，本文探讨了两种可能的失效模式，帮助用户了解隔离失效的原因。

　　1.2. 失效模式1：隔离屏障两端过压

　　第一种失效模式为隔离屏障两端过压，如图2(a)所示。当施加在隔离侧的电压超过隔离耐受电压时，就会发生该种失效。图2(b)为第一种隔离失效模式的图片。

纳芯微电子：电容隔离器件的隔离失效模式

　　在破坏性试验中，在绝缘电压VISO=13kVrms的条件下，依据UL1577对NSI1300D25样片进行了试验。由于电气过应力，隔离电容器被损坏并发生短路。为了避免发生此类失效，建议选择满足系统电压等级并具备足够裕量的隔离产品。纳芯微电容隔离产品具备业界领先的隔离性能。由于具备更高裕量，该类产品能够帮助用户进一步降低发生失效模式1的风险。

纳芯微电子：电容隔离器件的隔离失效模式

　　1.3. 失效模式2：隔离器一侧高功率

　　第二种失效模式是隔离器一侧发生高功率，如图3(a)所示。在安全限值(即工作条件的边界范围)内，即使功能丧失，仍能保持绝缘性能。当隔离器在超出安全限值的工况下工作时，会发生第二种失效模式，比如短路、过度静电放电(ESD)和功率晶体管击穿等，导致电路遭受严重的结构损坏。如果隔离器中的异常高电压和大电流持续一段时间，与隔离电容器集成在同一芯片上的电路和元件会因过度热应力而受损，导致隔离电介质损坏。

纳芯微电子：电容隔离器件的隔离失效模式

　　这种失效会影响受损芯片的隔离性能。在纳芯微的电容隔离技术中，通过在两个独立芯片上各串联设置一个分离式电容器实现增强隔离。当发生第二种失效模式时，隔离电容器的一侧可能受损，而另一侧仍然完好，负责提供基本隔离功能。

　　图3(b)为第二种隔离失效模式的图片。样片为经过VDD到GND电气过应力(EOS)试验后的NSI8131器件。左侧芯片的隔离电容器受到了周围受损电路的影响。受损样片仍能满足UL1577标准规定的3kVrms的绝缘电压要求。在此情况下，操作员的安全风险仍然可以避免。

纳芯微电子：电容隔离器件的隔离失效模式

　　2. 应用示例

　　本节我们以典型电机驱动系统为例，探讨如何通过选择和应用电容隔离器以避免发生上述两种失效模式。

　　图4所示的典型电机驱动系统将交流电网转换为电机驱动输出。该系统由整流电路、逆变电路以及主控微控制器(MCU)组成。用户可以通过通信总线访问控制模块MCU。为了满足安全需求，人机界面(HMI)与高压和功率电路之间必须设置绝缘屏障。电压和电流感测芯片提供隔离信号，实现闭环控制和系统保护。隔离驱动将脉宽调制(PWM)信号转换为IGBT模块的隔离驱动信号。隔离屏障的设置旨在满足功能要求、安全要求或两者兼有。

　　IEC 61800-5-1标准规定了电机驱动系统中隔离的安全要求。选择隔离芯片用于满足系统电压、暂时过压、冲击电压、工作电压、间隙、爬电距离等要求，并预留足够的裕量。裕量越大，隔离可靠性越高。

纳芯微电子：电容隔离器件的隔离失效模式

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纳芯微携手联合动力打造新一代汽车电驱平台芯片方案
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纳芯微携手联合动力打造新一代汽车电驱平台芯片方案

　　近日，纳芯微宣布与领先的智能电动汽车部件及解决方案提供商——联合动力(Inovance Automotive)深度合作的两颗高集成度芯片——隔离采样及逻辑ASC集成芯片已在联合动力新一代电驱平台正式量产，定制的解决方案以更高的芯片集成度和更优化的性能，支持新能源汽车电驱系统的集成化演进并助力满足更高等级的功能安全设计。　　传统分立式电驱系统部件分散、线束冗余，普遍存在体积大、损耗高、响应慢及可靠性受限等问题，已难以适配新能源汽车电驱系统的持续升级需求。基于市场对长续航与强动力的核心诉求，电驱系统正加速向多合一、高集成方向演进。在此趋势下，芯片不仅需要实现更高程度的功能集成，更需在有限空间内兼顾精度、可靠性和功能安全冗余，同时为系统设计保留足够的灵活度。　　基于对电机控制器产品系统架构和功能安全技术十余年的深刻理解，联合动力前瞻性地定义了隔离采样及逻辑ASC集成芯片功能与性能需求。在此次定制合作中，纳芯微创新性地将高压 LDO、隔离采样放大器、隔离比较器集成在单颗隔离采样芯片中，大大减少了外围器件数量，支持电驱系统实现高精度隔离电压采样、快速过欠压保护及小型化设计。此外，该方案中由纳芯微定制的逻辑 ASC 芯片集成有多个逻辑器件，并支持频率检测功能，可满足接口相关逻辑的集中处理，从而简化了接口设计，在提高系统集成度，实现小型化的同时，降低了BOM成本，助力实现电驱/主驱系统功能安全相关架构的优化。　　从“分立”到“集成”，将成熟的分立电路“芯片化”，能够带来极简架构的价值跃迁：　　质量跃升：架构的简化和元器件数量的大幅减少，直接降低了硬件的潜在失效率，使产品质量水平迈上新台阶。　　尺寸优化：高度集成化显著降低了PCB占用面积，为电控产品的小型化和功率密度提升创造了更大空间。　　加速开发：标准化的芯片方案取代了复杂的分立电路设计和调试，极大地提升了开发效率，缩短了产品上市周期。　　联合动力研发中心总监郑超表示：“电驱正迈入高集成时代，每一颗芯片的技术升级，都能为我们带来体系化创新价值。本次与纳芯微的合作，深度融合了双方在电驱系统与汽车芯片领域的优势，更标志着联合动力的能力实现了关键进阶：我们不仅能够开发性能领先的电控产品，更具备了在源头参与并共同定义产品架构与核心芯片的技术实力。我们期待与纳芯微携手，共同定义下一代电驱技术平台，为车厂提供更具竞争力的系统解决方案。”　　纳芯微产品线总监叶健表示：“纳芯微与联合动力具备扎实的合作基础。本次合作的深化，既是客户对纳芯微产品与技术实力的认可，也是我们围绕应用创新战略的生动实践。纳芯微将充分依托在隔离和接口芯片领域的技术专长和长期耕耘，提供高精度、高性能、高可靠的芯片方案，助力联合动力打造全新电驱平台。”　　纳芯微“隔离+”体系已形成覆盖数字隔离器、隔离采样、隔离驱动、隔离电源及隔离接口的完整产品布局，截至2025年10月，“隔离+”芯片累计出货量达 20 亿颗。此外，纳芯微还可提供覆盖 CAN，LIN，SerDes，逻辑IC，电平转换等完整的汽车接口芯片，为客户提供一站式的汽车级隔离和接口解决方案。纳芯微在新能源汽车三电系统领域，已与近数百家零部件供应商建立合作关系，为主驱逆变器、车载充电机(OBC)、电池管理系统(BMS)等应用提供包括传感器、信号链、电源管理、MCU在内的芯片解决方案。
2026-01-16 15:31 reading：274
纳芯微推出MT932x线性位置传感器，700μA超低功耗与5kHz高带宽
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纳芯微推出MT932x线性位置传感器，700μA超低功耗与5kHz高带宽

　　今日，纳芯微宣布推出低压线性位置传感器MT932x系列。作为公司在线性位置传感器低压平台的重要补充，该系列在实现700μA超低功耗的同时，提供最高5kHz的采样带宽，在保持高精度位置检测的前提下，为智能交互与运动控制类设备提供兼顾能效与性能的解决方案。　　低功耗与高带宽并存，提升系统能效　　在正常工作状态下，MT932x系列工作电流低至700μA，显著低于行业主流方案，尤其适用于无线游戏手柄、VR 手柄等电池供电的消费类终端设备，可有效延长待机与使用时间，降低充电频次，并提升整体便携性与续航表现。在超低功耗设计的基础上，MT932x系列仍可提供5kHz采样带宽，能够对微小位移变化进行实时、连续捕捉，确保动态控制过程中的响应速度与稳定性。这一特性使其在云台控制、摇杆输入、实时运动跟踪等应用中，可实现更加自然、流畅且一致的交互体验。　　高精度与一致性设计，保障长期稳定运行　　MT932x系列具备±1.5% 的线性度，以及 ±20mV 的失调电压性能，有助于提升位置反馈计算精度，增强系统整体控制稳定性。同时，其良好的一致性表现可降低终端产品的校准复杂度，确保输出结果可预测、低漂移、低误差，适用于对位置精度和长期稳定性要求较高的应用场景，如 3D 打印设备、液位检测系统等。　　小型封装与多灵敏度配置，增强设计灵活性　　MT932x系列提供DFN1616、SOT23等小型封装选项，便于在空间受限的终端产品中实现高性能集成，符合消费电子产品小型化的发展趋势。同时，系列产品支持多种灵敏度配置，客户可根据不同机械结构、磁场间距及工作条件灵活选型，降低设计约束，加快产品开发进程。
2025-12-26 14:30 reading：394
纳芯微推出NSI1611系列隔离电压采样芯片
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纳芯微推出NSI1611系列隔离电压采样芯片

　　纳芯微今日宣布正式推出全新一代隔离电压采样芯片NSI1611系列。作为纳芯微经典产品NSI1311系列的全面升级，NSI1611系列基于其领先的电容隔离技术，在性能与适配性上实现双重突破。　　其核心创新在于支持0~4V宽压输入的同时，能够保持1Gohm的高阻输入，可显著提升电压采样的精度与抗干扰能力;同时部分料号亦兼容传统0~2V输入，为客户提供更灵活的器件选择。　　NSI1611系列包含差分输出的NSI1611D和单端输出的NSI1611S。其中，差分输出均为固定增益，单端输出则提供固定增益和可调比例增益两类选项，进一步满足不同系统架构与设计需求。　　在新能源汽车与工业自动化领域，对高压系统采样提出了“高精度、高灵活度”的严苛要求，隔离电压采样芯片的性能迭代与场景适配能力已成为行业竞争关键。全新NSI1611系列通过创新的宽压+高阻输入与灵活输出配置两大特点，能够同时支持新项目设计与存量平台升级，为新能源汽车主驱逆变器、车载充电机(OBC)等汽车应用，以及伺服、变频器、电机驱动等工业应用带来更优的器件选择。　　创新宽压+高阻输入　　精度抗扰双重提升　　以新能源汽车主驱系统为例，随着其母线电压进一步提升至800V，以及SiC/GaN器件的应用，控制系统对电压采样的精度及抗干扰能力有了更高的要求。　　市面上多数隔离电压采样芯片的输入范围为0~2V，而NSI1611创新性地在保持1Gohm高阻输入的同时，将其拓展至0~4V，突破前代及行业同类产品的输入范围限制，带来精度和抗干扰的双重升级，在适配更高母线电压的同时，降低了设计复杂度和开发周期。　　抗干扰能力增强：NSI1611采用宽压输入时，参考地的噪声对输入信号的干扰比例直接减半。结合NSI1611内部的电路优化，其芯片EOS能力大幅提升，且EMI可通过CISPR 25 Class 5等级测试，CMTI高达150kV/μs。在新能源汽车主驱、工业变频器等高开关频率的复杂电磁环境中，宽压输入能够保证采样信号更纯净，大大提升了系统运行的稳定性，降低终端应用的失效风险。　　采样精度再升级：0~4V的宽压输入范围可扩大分压比，结合优化的信号调理设计，在保持高阻输入的同时显著降低输入误差，让测量数据更接近真实电压值，为系统的精准控制提供可靠数据;在采样误差测试中，相比前代产品NSI1311系列，NSI1611系列凭借更宽的输入范围在系统的低压区域取得了较大的精度优势，在满量程800V母线电压系统中，当输入电压100V时，NSI1611的采样误差相比NSI1311降低超30%，误差低于1.2%。　　NSI1611和NSI1311的采样误差随输入电压变化曲线　　单端/差分输出灵活选择　　简化设计更高效　　凭借深刻的系统级理解，NSI1611系列基于前代产品的应用痛点，全新加入单端输出版本，并且提供“固定增益/比例增益”双版本选择，适配多元化的系统配置需求，可帮助客户简化选型和设计：　　简化设计、降低BOM成本：NSI1611的单端输出信号可直接接入MCU的ADC接口，彻底省去了传统差分输出方案所必需的后级运放及调理电路，不仅直接降低了BOM成本，还简化了PCB布局与器件选型复杂度，为紧凑型和高功率密度应用提供了更优的解决方案。　　增益自适应适配多元需求：比例增益版本(NSI1611S33/NSI1611S50)可通过REFIN引脚进行配置，使输出增益匹配后端ADC的满量程输入范围，最大化利用ADC的动态范围，提升了整体信号链的有效位数与采样精度，进一步满足多元化的高精度测量需求。　　同时，NSI1611系列亦保留差分输出版本NSI1611D02，与纳芯微NSI1311完全引脚兼容，客户无需修改PCB即可实现无缝升级或跨品牌替换，显著降低迁移成本。　　多项参数优化　　性能全面升级　　随着系统功率密度的提升，对器件耐压能力、采样精度、EMI性能等提出了更高的要求。NSI1611针对相关关键参数进行了优化，在全面升级器件可靠性和性能的同时，亦优化了器件成本，为客户提供“性能-成本-可靠性”兼得的选择。　　车规级可靠性保障：NSI1611系列的车规版本满足AEC-Q100 Grade 1要求，工作温度覆盖-40℃~125℃，隔离耐压高达5700Vrms，最大浪涌隔离耐压Viosm达10kV，适配汽车高温高压严苛环境，可在极端场景下确保隔离的可靠性。　　精度参数全面进阶：NSI1611系列的输入偏置电压Vos(Offset Voltage)指标优化至±0.8mV，相较于前代NSI1311同规格产品的±1.5mV，精度表现实现巨大提升;此外，增益温漂(Gain Drift)从前代的45ppm/℃优化至40ppm/℃，全温区精度稳定性进一步提升;非线性误差、温漂(Offset Drift)维持在行业优异水平，有效加快了系统开发的标定流程;同时，NSI1611系列的采样带宽达到330kHz，适配SiC和GaN等新一代高频开关器件控制，满足高动态响应需求。　　功耗优化更节能：相比前代产品，NSI1611系列功耗表现进一步优化，助力终端产品降低能耗。对比前代，NSI1611的Idd1由11.4mA降低至7.2mA，Idd2由6.3mA降低至4.7mA(均为典型值Typ.)，NSI1611系列的整体综合功耗下降约33%，可助力客户打造更节能的汽车电子系统，提高新能源汽车的续航里程。　　EMI表现更优异：NSI1611基于时钟信号隔离通道复用技术，大幅优化了EMI表现。在200MHz到1000MHz频段的EMI测试中，NSI1611的辐射发射(RE)指标在水平方向和垂直方向均保持10dB以上裕度(3dB～6dB裕度即可满足工程需求)，可轻松通过CISPR 25 Class 5认证。面对汽车主驱、OBC等复杂电磁环境，可以减小对系统其他部件的电磁干扰，有效减少系统电磁兼容整改工作量，加快产品上市进度。　　封装和选型　　NSI1611系列选型表　　丰富的“隔离+”产品　　满足多元化应用需求　　凭借在隔离技术方面的积累和领先优势，纳芯微提供涵盖数字隔离器、隔离采样、隔离接口、隔离电源、隔离驱动等一系列 “隔离+”产品。纳芯微正以全生态“隔离+”产品矩阵，为高压系统筑造安全可靠的防线：　　“+”代表增强安全：纳芯微“隔离+”产品提供超越基本隔离标准的安全等级，为客户系统构筑更坚固的高低压安全边界。　　“+”代表全产品生态：纳芯微以成熟的电容隔离技术IP为核心，拓展出包括数字隔离器、隔离采样、隔离接口、隔离电源、隔离驱动等完整产品组合，为客户提供隔离器件的一站式解决方案。　　“+”代表深度赋能应用：纳芯微“隔离+”产品可满足电动汽车高压平台、大功率光储充系统，以及高集成、高效率AI服务器电源等场景的核心需求，实现系统级安全、可靠与高效。
2025-12-17 16:06 reading：471
纳芯微“隔离+”再获权威认可｜两款车规芯片斩获中国汽车芯片创新成果奖
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纳芯微“隔离+”再获权威认可｜两款车规芯片斩获中国汽车芯片创新成果奖

　　在中国汽车工业协会发布的2025中国汽车芯片创新成果奖中，纳芯微两款车规级产品成功入选，以核心技术持续赋能汽车电动化、智能化发展。　　NSI6602B-Q1|隔离式双通道栅极驱动器　　面向 SiC / 高频 MOSFET 驱动应用，为高速、高压环境提供高效、精准且高鲁棒性的驱动性能。　　5.7kVrms 隔离能力、±100 kV/µs CMTI　　4A/6A 输出、25 ns 延迟、6 ns 脉宽失真　　可编程死区时间，轻松适配多类功率架构　　NSI1311-Q1|隔离电压采样放大器　　专为高压平台的精确监测设计，支持快速、稳定、长期可靠的隔离采样。　　5kVrms 耐压、150 kV/µs CMTI　　0.02V–2V 输入、固定增益 1、全温域高精度　　400 kHz 带宽、82 dB SNR　　纳芯微“隔离+”系列产品在成熟电容隔离技术的基础上，构建包含隔离驱动、隔离采样、隔离接口、隔离电源、数字隔离器的全生态产品矩阵，通过更高的系统安全裕度与更完善的一站式产品生态，为客户在电动汽车、光储充和服务器电源等核心应用中实现更可靠、更高效的系统体验。
2025-12-16 14:07 reading：476
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