NOVOSENSE: Digitalisolatoren mit Ultrabreitbau-Gehäuse machen Hochspannungsanwendungen effizienter und zuverlässiger

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Oct 25, 2023, 02:05 ET

SHANGHAI, China, 25. Oktober 2023 /PRNewswire/ -- In den letzten Jahren ist die Zahl der Photovoltaikanlagen, Ladegeräte, Fahrzeuge mit neuen Energien, Energiespeicher und anderen neuen Technologien gestiegen, während die Zahl der installierten industriellen Steuergeräte, Stromversorgung, Elektrizität und andere konventionelle Anwendungen weiter zunimmt. Vor diesem Hintergrund stellen digitale Hochspannungsanwendungen wachsende Isolationsanforderungen, und der Markt sieht dementsprechend eine starke Nachfrage nach hocheffizienten und hochzuverlässigen Digitalisolatoren.

In Hochspannungssystemen muss ein zuverlässiges Isolationstor mit Hilfe von Isolationsmitteln gebaut werden, das empfindliche elektronische Komponenten von schnell transienten Hochspannungskomponenten elektrisch isoliert, um die Sicherheit der Stromversorgung, eine bessere Systemleistung und höhere Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Zu diesem Zweck müssen viele Faktoren berücksichtigt werden, darunter die Isolationsleistung, die Kriechstrecke und die elektrische Luftstrecke, die Gleichtaktstörfestigkeit (Common-mode Transient Immunity – CMTI) und die elektromagnetische Interferenz (Electromagnetic Interference – EMI).

Bauelemente mit breitem Bandabstand (Wide Bandgap – WBG) wie SiC und Treiberprodukte stellen höhere Anforderungen an Isolatoren, während gleichzeitig die Leistungsdichte kontinuierlich verbessert wird. Digitalisolatoren gehören mittlerweile zu den Halbleiterbauelementen, die dazu beitragen, das enorme Potenzial von Hochspannungsanwendungen zu erschließen. Sie finden breite Anwendung in Photovoltaikanlagen, Fahrzeugen mit neuen Energien, industriellen Automatisierungssystemen, isolierten SPI-, RS232- und RS485-Geräten, Mehrkanal-Isoliergeräten für allgemeine Zwecke und Motorsteuerungen.

Ultrabreitbau-Gehäuse kommt zur richtigen Zeit

Für photovoltaische Anwendungen werden monokristalline und polykristalline Siliziummaterialien benötigt. Um die Leistungsdichte von Photovoltaikmodulen zu verbessern, wurde die Busspannung auf 1500 V erhöht. Dies erfordert einen Isolator, der eine längere Kriechstrecke bietet, um die Anforderungen an Spannungsfestigkeit und die Kriechstrecke gemäß der nationalen Norm GB4943.1-2022 in China zu erfüllen. Als Reaktion darauf entstanden einige Breitbau- (SOP) und sogar Ultrabreitbau-Gehäuse (DWW). Tatsächlich bezeichnen die verschiedenen Hersteller Ultrabreitbau-Gehäuse mit unterschiedlichem Namen.

Ultrabreitbau-Digitalisolatoren sind hoch zuverlässige Isolationsprodukte, die sich durch hohe elektromagnetische Störfestigkeit, geringe elektromagnetische Strahlung und niedrigen Stromverbrauch auszeichnen und auch höheren Isolationsstoßspannungen standhalten. Die Kriechstrecke des Ultrabreitbau-Gehäuses beträgt bis zu 15 mm, wodurch die Sicherheitsanforderungen der Hochspannungssysteme der Kunden erfüllt werden können. In Photovoltaikanlagen beispielsweise muss die Kriechstrecke des Isolators unter 1500 V mit verstärkter Isolierung mehr als 14 mm betragen, wie in IEC 62109 gefordert.

NSI82xx Digitalisolatoren von NOVOSENSE sind Produkte im Ultrabreitbau-Gehäuse. Sie bieten eine lange Kriechstrecke von 15 mm und eine hervorragende EMC-Eigenschaft. Dies macht diese Digitalisolator-Baureihe zu einer perfekten Wahl für Photovoltaikanlagen und andere Hochspannungssysteme, die eine hohe Kriechstrecke erfordern. Darüber hinaus ist die NSI82xx-Baureihe kompatibel mit hochpräzisen, schnellen und zweiseitigen Digitalisolatoren anderer Hersteller, wie z. B. ISO78xx, ISO774x-Q1 und ACNT-H6xL, usw.

Abhängig von der Anwendung sind die NSI82xx-Baureihen in zwei Unterbaureihen unterteilt – NSI82xx-DSWWR und NSI82xx-Q1SWWR hochzuverlässige, mehrkanalige Ultrabreitbau-Digitalisolatoren. Die Unterbaureihe NSI82xx-DSWWR ist für industrielle Anwendungen konzipiert und umfasst NSI822xWx-DSWWR (2-Kanal), NSI823xWx-DSWWR (3-Kanal) und NSI824xWx-DSWWR (4-Kanal). Die Unterbaureihe NSI82xx-Q1SWWR eignet sich für Automobilanwendungen, einschließlich NSI822xWx-Q1SWWR (2-Kanal), NSI823xWx-Q1SWWR (3-Kanal) und NSI824xWx-Q1SWWR (4-Kanal).

Den vorliegenden Informationen zufolge begann die Massenproduktion der Ultrabreitbau-Digitalisolatoren NSI82xx-DSWWR im Januar 2022, und es wurden bisher insgesamt mehr als eine Million Geräte verkauft. Konkret setzen Kunden aus den Bereichen Stromversorgung, NEVs, elektrische Energie, Industriesteuerung, Photovoltaik, Energiespeicherung und Ladesäulen die Ultrabreitbau-Digitalisolatoren von NOVOSENSE ein.

Erfüllt die Anforderungen an hohe Effizienz, hohe Zuverlässigkeit und Multifunktionalität

Der Vierkanal-Digitalisolator NSI824x verfügt beispielsweise über eine UL1577-Sicherheitszulassung und hält verschiedenen Isolationsspannungen stand (3 kVrms, 3,75 kVrms, 5 kVrms und 8 kVrms). Das Ultrabreitbau-Gehäuse bietet eine Isolationsspannungsfestigkeit von bis zu 8 kVrms, eine Datenrate von bis zu 150 Mbps und einen CMTI von bis zu 200 kV/μs (min).

Der NSI824x bietet eine digitale Kanalrichtungskonfiguration und eine Standard-Ausgangspegelkonfiguration, wenn die Eingangsspannung ausfällt. Dank des weiten Versorgungsspannungsbereichs kann der NSI824x direkt mit den meisten digitalen Schnittstellen verbunden werden und ermöglicht eine einfache Pegelverschiebung. Darüber hinaus erhöht eine hohe EMC-Leistung auf Systemebene die Zuverlässigkeit und Stabilität im Betrieb.

Die NSI824x-Baureihe verwendet die kapazitive Isolatortechnologie, bei der das digitale Signal durch den vom internen Oszillator erzeugten HF-Träger auf der Senderseite moduliert, dann über den kapazitiven Isolator übertragen und auf der Empfängerseite demoduliert wird. Besonders hervorzuheben ist, dass die proprietäre Adaptive OOK^®-Modulationstechnologie von NOVOSENSE zum Einsatz kommt, die viele Vorteile wie hohe Rauschfestigkeit und niedrige EMI bietet.