納芯微今日宣布推出基于電容隔離技術(shù)的隔離式比較器NSI22C1x系列，該系列包括用于過(guò)壓和過(guò)溫保護的隔離式單端比較器NSI22C11和用于過(guò)流保護的隔離式窗口比較器NSI22C12。

NSI22C1x系列可用于工業(yè)電機驅動(dòng)、光伏逆變器、不間斷電源、車(chē)載充電機的過(guò)壓、過(guò)溫和過(guò)流保護，在提升系統可靠性的前提下，支持更高功率密度的系統設計，同時(shí)簡(jiǎn)化外圍電路，相比傳統分立方案，可將系統保護電路尺寸縮小60%。

以工業(yè)電機驅動(dòng)系統為例，其正朝著(zhù)更高效率、更高功率密度和更高可靠性的方向發(fā)展，同時(shí)伴隨著(zhù)以 SiC和GaN 為代表的寬禁帶半導體在功率器件上的應用，對系統的可靠性，尤其是過(guò)流及短路保護的響應時(shí)間提出了更高的要求。納芯微推出的NSI22C1x系列隔離式比較器可滿(mǎn)足工業(yè)電機系統對高可靠性、高效率和緊湊型設計日益增長(cháng)的需求。

超低保護延時(shí)和超高CMTI

支持更高功率密度設計

工業(yè)電機驅動(dòng)系統的應用環(huán)境比較復雜且惡劣，可能會(huì )出現橋臂直通、相間短路、接地短路等突發(fā)狀況，導致過(guò)大的電流流入電機驅動(dòng)器系統，從而使驅動(dòng)器損壞。傳統的過(guò)流檢測設計采用通用比較器和隔離光耦的分立方案，響應時(shí)間在3~5µs 之間，隨著(zhù)功率器件從硅基的IGBT轉向第三代半導體SiC和GaN，其短路耐受時(shí)間縮短至1μs內，傳統方案已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足。

VIN(CH1), VOUT(CH2), VREF=320mV(保護閾值)，NSI22C12保護延時(shí)實(shí)測144ns

同時(shí)，通用運放/比較器共模電壓耐受能力有限，在DC+過(guò)流和相電流過(guò)流檢測等應用中較為局限，而如果只監控DC-過(guò)流，則無(wú)法覆蓋到電機外殼對地短路的故障情況。納芯微的隔離式比較器NSI22C12提供單芯片式隔離過(guò)流保護方案，能夠覆蓋更全面的故障場(chǎng)景，支持最大250ns的保護延時(shí)，雙向過(guò)流保護，同時(shí)提供高達150kV/μs的CMTI (Common-Mode Transient Immunity，共模瞬態(tài)抗擾度)，大幅提升系統可靠性，支持客戶(hù)的工業(yè)電機驅動(dòng)系統采用更高功率密度的設計。

VIN=0V, VOUT(CH1), CMTI(CH3)=150kV/μs, VOHmin=2.40V>0.7*VDD2(VDD2=3.3V)
NSI22C12原副邊承受高達150kV/μs的CMTI時(shí)，輸出端仍保持高電平，不會(huì )誤觸發(fā)過(guò)流保護

簡(jiǎn)化系統設計，將系統保護電路尺寸縮小60%

在工業(yè)電機驅動(dòng)系統中，基于通用比較器和隔離光耦的過(guò)流保護方案物料清單高達27顆，由眾多分立器件構成的外圍電路的系統失效率相對更高。NSI22C12隔離式比較器集成了高壓LDO，原邊供電范圍支持到3.1~27V，可幫助客戶(hù)節省額外的降壓器件；同時(shí)，NSI22C12還集成了100μA ±1.5%高精度參考電流源，幫助客戶(hù)在外圍電路中可僅憑單顆電阻實(shí)現±20mV~±320mV雙向閾值可調。

在高集成設計的加持下，采用 NSI22C12隔離式比較器的過(guò)流保護設計可將物料清單縮減至11顆，系統保護電路尺寸縮小60%，大大減少了分立器件的使用，簡(jiǎn)化了系統設計難度，進(jìn)一步提升了系統可靠性。同時(shí)，在一些需要應對快速保護需求的系統中，采用NSI22C12隔離式比較器的方案可減少高速光耦的使用，為客戶(hù)提供更具成本優(yōu)勢的設計選擇。

NSI22C12在電機驅動(dòng)系統中做母線(xiàn)/相電流保護典型應用框圖

封裝和選型

隔離式單端比較器NSI22C11和隔離式窗口比較器NSI22C12提供支持基本隔離的SOP8封裝和支持增強隔離的SOW8兩種封裝形式。此外，NSI22C1x系列支持–40°C~125°C 的寬工作溫度范圍。目前工規版本的 NSI22C1x系列已經(jīng)量產(chǎn)，符合AEC-Q100的車(chē)規版本預計將于2024下半年上市。