2022年数字隔离芯片行业发展现状分析.docx

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1、2022年数字隔离芯片行业发展现状分析电动汽车需求大量的隔离芯片。与燃油车相比，新能源汽车的电气化程度 更高。出于安全和设备保护的需求，数字隔离类芯片也更多地应用于新能 源汽车高瓦数功率电子设备中，包括车载充电器（OBC）、电池管理系统 （BMS）、DC/DC 转换器、电机控制驱动逆变器、CAN/LIN 总线通讯等汽 车电子系统，成为新型电子传动系统和电池系统的关键组件。因此，新能 源汽车新增了多种数字隔离类芯片产品的需求。800V 需要增加更多的隔离芯片，要求也更高。以电机驱动为例，电控单元 （ECU）和电机控制器之间的 CAN 通讯需要隔离芯片，功率管和控制器之 间需要隔离栅极驱动器，电机

2、驱动的电流采样需要隔离 ADC/隔离运放。除 了对隔离芯片数量需求的提升，新能源汽车还提升了对隔离技术的要求。 电池功率密度的提高带来了电池工作电压的提高，纯电汽车（EV）或各种 形式的混合动力电动汽车（HEV）的高压电池可达到 200V-400V，甚至更 高到 800V，同时具有较高的运行温度，这要求数字隔离芯片具有高耐压的特性以及满足车规级温度要求，传统的光耦隔离已经不能应对在高温环境 下工作的需要。此外，汽车内部设计简单化发展要求数字隔离芯片具有高 集成度，集成了接口、驱动、采样等功能的隔离芯片更具优势。图：新能源汽车用隔离芯片情况车载逆变器需要大量的数字隔离芯片、隔离运放及智能隔离驱动

3、芯片。车 载主逆变器负责新能源汽车主电机控制系统，是新能源汽车中的一个最关 键模块，主要负责车辆的驾驶行为和行驶效率。同时，主逆变器还可以将 制动再生的能量回馈给电池进行充电，新能源汽车的最大行驶里程与主逆 变器的效率息息相关，车载逆变器需要大量的数字隔离芯片、隔离运放及 智能隔离驱动芯片等。OBC 功率密度越高，隔离芯片的价值量越高。车载充电器内置在新能源车 辆内，用于停车时从交流电网为车载高压电池进行充电的系统。所使用电 池通常为 400V 以上，高电压到 800V，并且向更高电压与更高电池串数发展。为了实现更加快捷与轻便的车载充电方案，充电功率新趋势由 6.6kW 升级到 11kW。通常

4、情况下，电流从电网到电池单向流动，但是也有双向流 动的设计方案。这需要大量的隔离电压、隔离电流检测，隔离驱动与隔离 通信的芯片。OBC 功率密度越高，隔离芯片的价值量越高。图：新能源汽车 OBC 充电器使用隔离芯片情况800V 系统隔离芯片量价齐升。800V 电驱动系统使得系统具有更高的瞬态 共模干扰，对于逆变器的隔离驱动芯片来说，需要能够承受超过 100kV/us 的共模瞬态干扰，不然驱动信号容易出错，导致上下桥臂的功率管直通。 随着 800V 电压的提高，系统需要更高的原副边绝缘耐压。这主要体现在 两个方面，一个是绝缘工作电压。对于 800V 电压的系统来说，其跨隔离 带的隔离芯片需要承受至少 800V的绝缘工作电压，保证至少 15-20 年的工 作寿命。另外隔离芯片的外部爬电距离的要求也比之前有了很大提高。纳芯微有全系列的车规级的加强隔离的数字隔离芯片，包含了数字隔离器、 隔离驱动、隔离电压电流采样芯片。这些数字隔离芯片能够承受超过 1500V的绝缘工作电压，完全满足 800V电驱动系统的要求。另外芯片的绝 缘材料 CTI 等级达到 I 级，具有 8mm 的爬电距离，可以满足 800V 电驱动 系统要求的同时使得系统更加小型化，集成度更高。