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2024/06/12
工業控制是現代工業不可或缺的重要部分，涉及自動化、智能化、數字化等多個方面。隨著全球經濟發展和科技進步，工業控制市場也在不斷擴大。市場調研機構預計，2023年全球規模超過8000億元，預計到2029年將超過萬億元，未來六年CAGR約為3%。
作為布局“全信號鏈”產品線的領先模擬及混合信號公司，納芯微的數字隔離器和“隔離+”系列產品（隔離采樣、隔離接口、隔離電源）已經過市場的充分檢驗和客戶驗證，完善的解決方案已廣泛應用于工業變送器、變頻器、PLC、伺服等工控應用。
工業控制的關鍵需求
工業控制領域對技術設備和系統的要求日益嚴格，特別是在可靠性及穩定性、小型化和智能化方面。
在可靠性及穩定性方面，工業控制設備需要能夠長時間穩定運行，具備高度容錯能力，能夠適應各種振動、沖擊、溫度變化等惡劣環境條件。為了提高可靠性和穩定性，需要優化系統設計，采用高品質的元器件和材料，采取行之有效的散熱和防護措施。納芯微的產品具有很高的可靠性和穩定性，針對中大功率系統的帶保護功能的產品可以更好地滿足系統高可靠性要求。
在小型化方面，設備不僅要占用空間小，便于安裝和維護，還需要降低生產成本和能源消耗。為了實現小型化，可以采用先進的制造工藝和材料以及集成化、模塊化的設計方法；還可以通過優化電路設計和軟件算法來減少設備的體積和重量。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、數字隔離器、接口高度集成的三合一產品。
在智能化方面，工控系統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，能夠實現更快的控制。另外，智能化升級對高速數據傳輸的需求更高，對高速接口的需求明顯增加。納芯微針對行業多種場景，包括工業儀表、DCS、PLC、變速器、變頻器、伺服機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+”產品
納芯微是隔離產品市場的領頭羊，市場份額在國內名列前茅。在光耦、磁耦和容耦技術路線中，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勢和傳輸速度比較快的特點實現快速高頻調制，同時保證較高的集成度和較寬的溫度范圍。
納芯微電子隔離技術簡介
在可靠性參數方面，納芯微基于容耦的隔離產品隔離的耐壓能力在12kVrms以上；CMTI（共模瞬態抗擾度）高達200kV/μs，適用于母線電壓很高、開關頻率也很高SiC MOSFET；納芯微的隔離產品具有很高的EMC浪涌沖擊抗擾度和雙邊ESD性能，其延遲為納秒級，工作溫度范圍較寬，可滿足絕大多數工控場景要求。在隔離層壽命方面，納芯微隔離產品的TDDB（經時介電層擊穿）預測大于40年。基于上述特點，納芯微的容隔產品更有助于從技術層面加強工控系統的高可靠性和高安全性。
差異化的隔離產品布局
借助隔離方面的專利技術和領先優勢，以及對客戶系統的深刻理解，納芯微正積極布局差異化的隔離產品，在各類細分領域中為客戶的系統創新賦能。例如在光伏行業等高電壓工作場景中，由于安規要求非常嚴格，需要超寬體封裝的數字隔離器。納芯微推出的超寬體封裝數字隔離器NSI82xx系列可以在提供15mm長爬電距離的同時實現優異的EMC性能，非常適用于對爬電距離有較高要求的高壓系統，可兼容替代其他一些廠商的高精度、高速、雙向數字隔離器。
隔離數字輸入概覽
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的數字輸入隔離器NSI860x，包括四通道的NSI8604和八通道的NSI8608，具有高集成度和高穩定性的特點。它將數字輸入/輸出融為一體，可接收-60V至60V數字輸入信號；兼容光耦的電流輸入形式，不需要現場側電源供電，并可提供隔離的數字輸出。
此外，針對現在許多系統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、溫度范圍更寬的優勢，能夠優化成本、可靠性和速率，提升系統整體性能。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+”系列產品
納芯微在致力于為客戶提供卓越性能的隔離產品的同時，還不斷拓寬產品線，推出了豐富多樣的“隔離+”系列產品，以滿足不同工業應用場景下的多元化需求。
這些“隔離+”系列產品不僅繼承了納芯微隔離產品的核心優勢，如高可靠性、高穩定性等，還在此基礎上融入了更多創新功能和特性。通過精心設計和優化，成功地將信號調理、轉換、放大等功能與隔離技術相結合，從而為客戶提供更加全面、高效的解決方案。
隔離與接口產品概述
-集成電源和接口的隔離產品
通常，系統中的隔離器需要單獨配置一個供電電源，這導致了成本和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，幫助客戶實現系統小型化。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，能夠滿足工業自動化系統、隔離RS485通信等應用的系統小型化需求。
-隔離采樣
在隔離采樣方面，納芯微提供用于過流、過壓、過溫保護的隔離式比較器NSI22C1x系列，在提升系統可靠性的同時支持更高功率密度的系統設計，簡化外圍電路，相比傳統分立方案可將系統保護電路尺寸縮小60%。
該系列產品旨在幫助客戶提高系統可靠性，應對傳統工業電機驅動的短路故障，包括上下橋臂誤導通、相間短路故障和接地短路故障。傳統的保護方案成本較高，如柵極驅動DESAT保護；而DC-過流保護方案簡單，但無法檢測接地短路故障；DC+過流保護母線電壓很高，對隔離和共模抗擾的要求很高，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、高集成度、高精度、高CMTI的特性規避上述方案的弊端。
該系列包括用于過壓、過溫保護的隔離式單端比較器NSI22C11，以及用于過流保護的隔離式窗口比較器NSI22C12，可以提升系統可靠性的前提下，支持更高功率密度的系統設計，同時簡化外圍電路；相比傳統分立方案，可將系統保護電路尺寸縮小60%。這些產品廣泛用于工業電機驅動、光伏逆變器、不間斷電源、車載充電機等的過壓、過溫和過流保護。
NSI1312x系列是低成本、高性能兼備的隔離式電壓采樣放大器，支持正負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，加一顆運放，即可將差分轉單端接到MCU上，省下一顆物料。NSI1312x系列的低失調和增益漂移可確保整個溫度范圍內的精度，低成本封裝可滿足客戶的爬電需求，廣泛應用于汽車、工業、大功率電源中的交流和直流電壓檢測。
基于系統打造豐富的產品
針對工業控制應用，除了上面提到的隔離和接口產品，納芯微還提供傳感器、隔離式柵極驅動、電壓基準、通用運放、高低邊開關等等一系列產品，廣泛用于現場儀表、PLC、DCS、工業電機驅動、工業機器人等應用。
納芯微工業控制解決方案總覽
在工業控制領域，全面且深入的系統理解是取得成功的基石。納芯微不斷深入研究各類工業控制系統的架構、工作原理和應用場景，努力把握其內在規律和用戶的核心需求；憑借豐富的產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際需求。
作為本土企業，納芯微具備靈活響應和本地化支持的優勢，能夠快速捕捉市場動態和客戶需求變化，及時調整策略，并為客戶提供定制化服務。納芯微的專業技術支持團隊能夠為客戶提供及時、有效的技術支持和解決方案，確保其系統的穩定運行和持續優化。
納芯微堅信，協同創新是推動工業控制領域發展的關鍵動力。納芯微愿與客戶攜手共進，共同面對系統設計的挑戰，通過深度合作和創新思維，不斷突破技術瓶頸，實現系統的優化和升級，共享市場機遇，實現共贏發展。
