Гальваническая развязка часто нужна в системах с интерфейсами RS485 и CAN. Она помогает разделить управляющую и интерфейсную части устройства, снизить влияние помех и упростить подключение узлов, которые находятся на большом расстоянии друг от друга.
Но у классического подхода есть минус: для реализации изолированного интерфейса обычно требуется несколько отдельных узлов — изолятор питания, цифровой изолятор и преобразователь уровней. Это увеличивает стоимость, усложняет схему и занимает дополнительное место на печатной плате.
Компания Novosense предложила более компактное решение — микросхемы NSIP93086 и NSIP9042. Они объединяют в одном корпусе изолятор питания, цифровую изоляцию и интерфейсный трансивер для RS485 или CAN.
По данным производителя, такое решение позволяет сократить площадь интерфейсного узла на плате как минимум на 40%. Кроме того, отказ от дискретного изолятора питания уменьшает высоту преобразователя интерфейса примерно в пять раз.
NSIP93086 предназначена для интерфейса RS485 и поддерживает скорость передачи данных до 16 Мбит/с. В семействе есть версии для полудуплексного и полнодуплексного режима. Уровни сигналов на цифровой стороне находятся в диапазоне от 1,8 до 5,25 В, что во многих случаях позволяет подключать микросхему напрямую к микроконтроллеру или процессору.
NSIP9042 — это изолированные трансиверы CAN со встроенным изолятором питания. Максимальная скорость передачи данных составляет 5 Мбит/с, а суммарная задержка сигнала в приемнике и передатчике не превышает 255 нс. В микросхемах также реализована функция TXD Dominant Timeout, которая помогает отключиться от шины CAN при длительном удержании доминантного состояния.
Для гальванической развязки в NSIP93086 и NSIP9042 используется технология емкостной изоляции. Она позволяет уменьшить задержку распространения сигнала, снизить вероятность искажений и повысить устойчивость к синфазным помехам.
Микросхемы рассчитаны на напряжение пробоя не ниже 5000 В RMS в течение 1 минуты и выдерживают высокие скорости нарастания напряжения: CMTI не ниже ±150 кВ/мкс. Решения соответствуют требованиям ряда стандартов, включая UL1577, DIN VDE V 0884-17, CSA component notice 5A и CQC GB4943.1.
Отдельное внимание уделено электромагнитной совместимости. Благодаря запатентованной технологии улучшения ЭМС микросхемы NSIP93086 и NSIP9042 соответствуют классу B стандарта CISPR32 при размещении на двухслойной печатной плате с питанием 5 В и выходным током 100 мА. Такой результат достигается без ферритовых бусин и дополнительных фильтрующих конденсаторов.
Еще одна важная особенность — эффективность встроенного изолятора питания. Novosense удалось снизить потери в интегральном трансформаторе и достичь эффективности 49% при выходной мощности 500 мВт.
Микросхемы NSIP93086 и NSIP9042 уже запущены в серийное производство. Они повыводно совместимы с рядом решений предыдущего поколения Novosense и с микросхемами конкурирующих производителей, что позволяет улучшать характеристики ранее разработанных устройств без переработки печатной платы.
Эти изолированные интерфейсы входят в серию Isolation+. На их базе могут создаваться системы управления электромобилями с высоким напряжением батареи, фотоэлектрические аккумуляторные системы, серверные источники питания и другое оборудование, где важны безопасность, компактность и устойчивость к помехам. Полностью материал читайте далее...