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電源和信號雙重隔離如何利用集成隔離DC/DC電源的數(shù)字隔離芯片來解決？
通常在工業(yè)電機、BMS等系統(tǒng)中，出于對安全性和信號傳輸完整性的考慮，系統(tǒng)之間需要進行電源和信號隔離，利用鑫旺微全集成式的隔離解決方案——集成隔離DC/DC電源的數(shù)字隔離芯片可同時解決信號和電源的雙重隔離。將內(nèi)置有片上變壓器的隔離DC/DC電源電路以及四通道高速數(shù)字隔離集成在一起，用戶只需在電源輸入輸出上各加兩個濾波電容，就能實現(xiàn)電源隔離和信號隔離，全集成式的方案極大程度地降低了用戶開發(fā)難度，節(jié)省了開發(fā)時間，可幫助用戶更快地將產(chǎn)品推向市場
當前市場1W以內(nèi)的隔離電源方案多為變壓器或隔離DC/DC模塊，這些方案大多可靠性不佳，或應(yīng)用溫度范圍受限，體積較大，劣勢較為明顯。解決了目前市場上集成隔離DC/DC電源芯片效率低、成本高的痼疾，工作效率接近50%。在同等功率輸出下，溫升明顯低于競品，而且充分發(fā)揮集成度高的優(yōu)勢，同時滿足簡單和易用性，非常適合當前快節(jié)奏的產(chǎn)品開發(fā)過程。
產(chǎn)品具有軟啟動功能，能夠防止瞬間吸收過大電流導致系統(tǒng)供電異常，有效防止輸出電壓過沖。其獨有的過溫保護功能和短路保護功能，在IC工作溫度過高以后自動進入關(guān)斷模式，等到溫度降低后再次開啟電源輸出；而輸出短路時，芯片會進入“打嗝”模式，周期性切斷輸出以防止芯片因電流過大而損毀，確保系統(tǒng)安全可靠運行通過簡單PCB設(shè)計就可以達到CLASS B的EMI規(guī)范，工作溫度范圍達到-40℃至125℃，覆蓋汽車及工業(yè)等高可靠性應(yīng)用場景。
我們通過RS-485接口隔離的典型應(yīng)用場景來做簡單說明下DCDC電源芯片的優(yōu)勢。RS-485抗噪音抗干擾能力強、傳輸距離遠、支持多點通信，是工控行業(yè)首選串行接口。在RS-485總線中，由于實際應(yīng)用現(xiàn)場的環(huán)境十分復雜，往往存在著高電壓、大電流的危害，所以隔離是十分必要的。RS-485隔離由電源隔離與信號隔離兩部分組成，傳統(tǒng)采用光耦隔離加收發(fā)器，或數(shù)字隔離接口芯片加隔離電源方式實現(xiàn)，但前者面積大、通信速率低（換高速光耦又會增加成本），后者則成本很高。采用DCDC電源芯片全集成隔離電源芯片加485收發(fā)器，體積小、耐壓能力高，成本上與光耦方案相當，是當前RS-485隔離應(yīng)用的最佳選擇。
在新能源汽車電池管理系統(tǒng)BMS中，全集成隔離電源芯片也大有用武之地。BMS系統(tǒng)中的模擬前端（AFE）采樣需要與SPI總線隔離。為了更好地控制隔離電源，減少待機狀態(tài)的漏電，模擬前端不會從電池取電，如果要搭建一個小型隔離電源為模擬前端供電，體積太大，而采用隔離電源模塊，則不能滿足車載工作的溫度與可靠性要求。采用鑫旺微DCDC電源芯片全集成隔離電源芯片，在實現(xiàn)SPI隔離功能的同時，也為模擬前端電路提供了隔離電源，大大簡化系統(tǒng)設(shè)計。
由應(yīng)用案例可見，全集成數(shù)字隔離電源芯片從根本上解決了隔離電源的設(shè)計難點，用戶不必再為如何選取高可靠性、參數(shù)合適的變壓器而煩惱，也解決了空間有限情況下為隔離供電的難題，因此其應(yīng)用范圍非常廣泛，尤其適用于對可靠性要求極高的工業(yè)、車載等嚴苛環(huán)境。
