工業(yè)控制是現(xiàn)代工業(yè)不可或缺的重要部分，涉及自動(dòng)化、智能化、數(shù)字化等多個(gè)方面。隨著全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步，工業(yè)控制市場也在不斷擴(kuò)大。市場調(diào)研機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，2023年全球規(guī)模超過8000億元，預(yù)計(jì)到2029年將超過萬億元，未來六年CAGR約為3%。

作為布局“全信號(hào)鏈”產(chǎn)品線的領(lǐng)先模擬及混合信號(hào)公司，納芯微的數(shù)字隔離器和“隔離+”系列產(chǎn)品（隔離采樣、隔離接口、隔離電源）已經(jīng)過市場的充分檢驗(yàn)和客戶驗(yàn)證，完善的解決方案已廣泛應(yīng)用于工業(yè)變送器、變頻器、PLC、伺服等工控應(yīng)用。

工業(yè)控制的關(guān)鍵需求

工業(yè)控制領(lǐng)域?qū)夹g(shù)設(shè)備和系統(tǒng)的要求日益嚴(yán)格，特別是在可靠性及穩(wěn)定性、小型化和智能化方面。

在可靠性及穩(wěn)定性方面，工業(yè)控制設(shè)備需要能夠長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，具備高度容錯(cuò)能力，能夠適應(yīng)各種振動(dòng)、沖擊、溫度變化等惡劣環(huán)境條件。為了提高可靠性和穩(wěn)定性，需要優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用高品質(zhì)的元器件和材料，采取行之有效的散熱和防護(hù)措施。納芯微的產(chǎn)品具有很高的可靠性和穩(wěn)定性，針對中大功率系統(tǒng)的帶保護(hù)功能的產(chǎn)品可以更好地滿足系統(tǒng)高可靠性要求。

在小型化方面，設(shè)備不僅要占用空間小，便于安裝和維護(hù)，還需要降低生產(chǎn)成本和能源消耗。為了實(shí)現(xiàn)小型化，可以采用先進(jìn)的制造工藝和材料以及集成化、模塊化的設(shè)計(jì)方法；還可以通過優(yōu)化電路設(shè)計(jì)和軟件算法來減少設(shè)備的體積和重量。納芯微提供有針對性的小型化解決方案，例如，將多路隔離通道集成在一顆芯片中，以及將隔離電源、數(shù)字隔離器、接口高度集成的三合一產(chǎn)品。

在智能化方面，工控系統(tǒng)對芯片提出了更高的要求，需要模擬芯片的采樣精度更高，速度更快，能夠?qū)崿F(xiàn)更快的控制。另外，智能化升級(jí)對高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟾撸瑢Ω咚俳涌诘男枨竺黠@增加。納芯微針對行業(yè)多種場景，包括工業(yè)儀表、DCS、PLC、變速器、變頻器、伺服機(jī)器人等提供非常完善的模擬芯片解決方案。

全面布局的隔離器及“隔離+”產(chǎn)品

納芯微是隔離產(chǎn)品市場的領(lǐng)頭羊，市場份額在國內(nèi)名列前茅。在光耦、磁耦和容耦技術(shù)路線中，納芯微選擇了容耦，主要是利用其二氧化硅隔離層的成本優(yōu)勢和傳輸速度比較快的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)快速高頻調(diào)制，同時(shí)保證較高的集成度和較寬的溫度范圍。

圖源：納芯微

納芯微電子隔離技術(shù)簡介

在可靠性參數(shù)方面，納芯微基于容耦的隔離產(chǎn)品隔離的耐壓能力在12kVrms以上；CMTI（共模瞬態(tài)抗擾度）高達(dá)200kV/μs，適用于母線電壓很高、開關(guān)頻率也很高SiC MOSFET；納芯微的隔離產(chǎn)品具有很高的EMC浪涌沖擊抗擾度和雙邊ESD性能，其延遲為納秒級(jí)，工作溫度范圍較寬，可滿足絕大多數(shù)工控場景要求。在隔離層壽命方面，納芯微隔離產(chǎn)品的TDDB（經(jīng)時(shí)介電層擊穿）預(yù)測大于40年?；谏鲜鎏攸c(diǎn)，納芯微的容隔產(chǎn)品更有助于從技術(shù)層面加強(qiáng)工控系統(tǒng)的高可靠性和高安全性。

差異化的隔離產(chǎn)品布局

借助隔離方面的專利技術(shù)和領(lǐng)先優(yōu)勢，以及對客戶系統(tǒng)的深刻理解，納芯微正積極布局差異化的隔離產(chǎn)品，在各類細(xì)分領(lǐng)域中為客戶的系統(tǒng)創(chuàng)新賦能。例如在光伏行業(yè)等高電壓工作場景中，由于安規(guī)要求非常嚴(yán)格，需要超寬體封裝的數(shù)字隔離器。納芯微推出的超寬體封裝數(shù)字隔離器NSI82xx系列可以在提供15mm長爬電距離的同時(shí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的EMC性能，非常適用于對爬電距離有較高要求的高壓系統(tǒng)，可兼容替代其他一些廠商的高精度、高速、雙向數(shù)字隔離器。

圖源：納芯微

隔離數(shù)字輸入概覽

在一些PLC等小型化的場景中，納芯微推出了基于電容隔離技術(shù)的數(shù)字輸入隔離器NSI860x，包括四通道的NSI8604和八通道的NSI8608，具有高集成度和高穩(wěn)定性的特點(diǎn)。它將數(shù)字輸入/輸出融為一體，可接收-60V至60V數(shù)字輸入信號(hào)；兼容光耦的電流輸入形式，不需要現(xiàn)場側(cè)電源供電，并可提供隔離的數(shù)字輸出。

此外，針對現(xiàn)在許多系統(tǒng)中仍在使用很多小光耦的情況，納芯微提供的NSI721x/722x系列隔離器可以對高速光耦進(jìn)行快速原位替代，這些器件具有CMTI大于100kV/μs、絕緣材料CTI水平大于600V、溫度范圍更寬的優(yōu)勢，能夠優(yōu)化成本、可靠性和速率，提升系統(tǒng)整體性能。其封裝包括SO-5、SOWW8、SOP8等常見封裝類型，支持4mm、8mm、15mm爬電距離。

“隔離+”系列產(chǎn)品

納芯微在致力于為客戶提供卓越性能的隔離產(chǎn)品的同時(shí)，還不斷拓寬產(chǎn)品線，推出了豐富多樣的“隔離+”系列產(chǎn)品，以滿足不同工業(yè)應(yīng)用場景下的多元化需求。

這些“隔離+”系列產(chǎn)品不僅繼承了納芯微隔離產(chǎn)品的核心優(yōu)勢，如高可靠性、高穩(wěn)定性等，還在此基礎(chǔ)上融入了更多創(chuàng)新功能和特性。通過精心設(shè)計(jì)和優(yōu)化，成功地將信號(hào)調(diào)理、轉(zhuǎn)換、放大等功能與隔離技術(shù)相結(jié)合，從而為客戶提供更加全面、高效的解決方案。

圖源：納芯微

隔離與接口產(chǎn)品概述

-集成電源和接口的隔離產(chǎn)品

通常，系統(tǒng)中的隔離器需要單獨(dú)配置一個(gè)供電電源，這導(dǎo)致了成本和PCB面積方面的問題。納芯微的三合一（隔離電源+數(shù)字隔離器+RS485/CAN）芯片NSIP83086和NSIP1042可以完美解決以上問題，幫助客戶實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)小型化。和分立方案相比，最多可以減少70%的布板尺寸。NSIP83086支持全雙工16Mbps通信速率和8mm爬電距離，能夠滿足工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)、隔離RS485通信等應(yīng)用的系統(tǒng)小型化需求。

-隔離采樣

在隔離采樣方面，納芯微提供用于過流、過壓、過溫保護(hù)的隔離式比較器NSI22C1x系列，在提升系統(tǒng)可靠性的同時(shí)支持更高功率密度的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，簡化外圍電路，相比傳統(tǒng)分立方案可將系統(tǒng)保護(hù)電路尺寸縮小60%。

該系列產(chǎn)品旨在幫助客戶提高系統(tǒng)可靠性，應(yīng)對傳統(tǒng)工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的短路故障，包括上下橋臂誤導(dǎo)通、相間短路故障和接地短路故障。傳統(tǒng)的保護(hù)方案成本較高，如柵極驅(qū)動(dòng)DESAT保護(hù)；而DC-過流保護(hù)方案簡單，但無法檢測接地短路故障；DC+過流保護(hù)母線電壓很高，對隔離和共?？箶_的要求很高，難以選擇合適的芯片。使用納芯微的NSI22C1x系列隔離式比較器，就可以利用低延時(shí)、高集成度、高精度、高CMTI的特性規(guī)避上述方案的弊端。

圖源：納芯微

該系列包括用于過壓、過溫保護(hù)的隔離式單端比較器NSI22C11，以及用于過流保護(hù)的隔離式窗口比較器NSI22C12，可以提升系統(tǒng)可靠性的前提下，支持更高功率密度的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，同時(shí)簡化外圍電路；相比傳統(tǒng)分立方案，可將系統(tǒng)保護(hù)電路尺寸縮小60%。這些產(chǎn)品廣泛用于工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、光伏逆變器、不間斷電源、車載充電機(jī)等的過壓、過溫和過流保護(hù)。

NSI1312x系列是低成本、高性能兼?zhèn)涞母綦x式電壓采樣放大器，支持正負(fù)電壓輸入和高阻抗輸入、差分或單端模擬輸出，線性輸入電壓范圍為±1.2V。其中NSI1312S支持單端輸出，不用差分入、差分出，加一顆運(yùn)放，即可將差分轉(zhuǎn)單端接到MCU上，省下一顆物料。NSI1312x系列的低失調(diào)和增益漂移可確保整個(gè)溫度范圍內(nèi)的精度，低成本封裝可滿足客戶的爬電需求，廣泛應(yīng)用于汽車、工業(yè)、大功率電源中的交流和直流電壓檢測。

基于系統(tǒng)打造豐富的產(chǎn)品

針對工業(yè)控制應(yīng)用，除了上面提到的隔離和接口產(chǎn)品，納芯微還提供傳感器、隔離式柵極驅(qū)動(dòng)、電壓基準(zhǔn)、通用運(yùn)放、高低邊開關(guān)等等一系列產(chǎn)品，廣泛用于現(xiàn)場儀表、PLC、DCS、工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、工業(yè)機(jī)器人等應(yīng)用。

圖源：納芯微

納芯微工業(yè)控制解決方案總覽

在工業(yè)控制領(lǐng)域，全面且深入的系統(tǒng)理解是取得成功的基石。納芯微不斷深入研究各類工業(yè)控制系統(tǒng)的架構(gòu)、工作原理和應(yīng)用場景，努力把握其內(nèi)在規(guī)律和用戶的核心需求；憑借豐富的產(chǎn)品布局為客戶提供多樣化、高性能的解決方案，滿足其不同場景的實(shí)際需求。

作為本土企業(yè)，納芯微具備靈活響應(yīng)和本地化支持的優(yōu)勢，能夠快速捕捉市場動(dòng)態(tài)和客戶需求變化，及時(shí)調(diào)整策略，并為客戶提供定制化服務(wù)。納芯微的專業(yè)技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)能夠?yàn)榭蛻籼峁┘皶r(shí)、有效的技術(shù)支持和解決方案，確保其系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和持續(xù)優(yōu)化。

納芯微堅(jiān)信，協(xié)同創(chuàng)新是推動(dòng)工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵動(dòng)力。納芯微愿與客戶攜手共進(jìn)，共同面對系統(tǒng)設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)，通過深度合作和創(chuàng)新思維，不斷突破技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化和升級(jí)，共享市場機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)共贏發(fā)展。

審核編輯 黃宇