圖：上海川土微電子有限公司
產品一部總監 鄭萬宏
下面是現場速記根據上海川土微電子有限公司產品一部總監鄭萬宏先生，演講的《川土微電子產品在BMS產業鏈中的應用》整理的文章。
尊敬的各位嘉賓，大家下午好，自我介紹一下，我是鄭萬宏，我現在在上海川土微電子有限公司擔任產品一部總監，今天報告的題目是《川土微電子產品在BMS產業鏈中的應用》。
一、關於我們
我們主要是一家專門做模擬的公司，包括了隔離、介面和高效能模擬。公司成立於2016年，目前有120多人，當中專門從事半導體技術研發的有一半以上，公司目前總部位於青浦，我們圖中有看到在北京、深圳都有銷售辦公室。
簡單介紹一下公司歷史。2016年成立的，一開始是做射頻產品起家的，在2016年7月份第一顆射頻產品面市；2018年6月份HPA產品呈現了系列化；到2019年4月份川土微電子完成A輪融資；到了2019年的年底獲得了“高新技術企業”的認定，到2020年和2021年是川土微高速發展的兩年，在這上面我們也可以看到到2020年底的時候完成了全系列整合隔離電源的隔離器基本系列化，到2021年1月份獲得了“中國潛力IC設計企業”的殊榮，到了2021年3月份完成了高效能485/CAN相繼面市，明年也會有像隔離驅動類似的產品陸續面市。
二、產品矩陣
我們按照產品線分了三塊：隔離、介面、高效能模擬。
1、隔離：數字隔離、隔離介面、隔離放大/ADC、隔離電源、隔離驅動。
2、介面：CAN/LIN/SBC、RS-485/422/232、Ethernet ICs、Others。
3、高效能模擬：射頻收發器、射頻器件、高精度ADC、高效能AFE。
三、應用領域
川土微非常關注工業和汽車領域這兩塊，工業目前與很多大客戶都有建立直接的銷售關係，最常見的應用像電機控制、伺服控制、變頻器會特別多，另外在新能源上，像光伏、鋰電我們有很多的客戶都在使用我們的產品。另外汽車的話也是我們現在在大力拓展的一個應用，特別是在車身、ADAS這些應用當中，我們在擴大我們的介面來間隔產品的分隔。
四、BMS市場狀況
我相信這是大家特別關注鋰電市場的一個重要原因，因為鋰電電動車數量是非常快速的增長。一方面是本身的需求，特別是海外市場的需求，海外對於鋰電的要求比較高；二是鋰電本身電池成本在不斷下降，所以相對於鉛酸電池成本差距就不會有那麼大了。另外，可以看到智慧化的要求，還有新國標對於安全性的要求，都促使了鋰電需求大幅度的增長，所以對於鋰電的BMS需求量也是水漲船高的。
所以，從系統需求和安規需求兩方面來看，隔離產品在BMS中的要求會越來越高。
五、BMS系統對隔離產品的需求
系統需求的話我們在這邊可以看到做了一個框圖，隔離系統在BMS裡面有隔兩塊：一是隔離通訊，從MCU到後端的通訊介面，比較常見的是485；二是MCU到前端的AFE需要一些數字隔離，後面我們也會分這兩塊來介紹這些系統推薦的產品。
我們看到新國標裡面，對電摩有提到建議使用具有隔離的電連線產品，主要也是從安全性進行考慮，現在不是強制的，但是這麼一個指導的意見是比較明確的。從這張系統框圖上面我們也可以看到使用隔離的一些額外的好處，我們經常會遇到的一些問題，即使關閉了，但是上邊的電源線還可以透過通訊線繼續放電池的電，一旦使用了隔離晶片後，這個問題就沒有了，而且這種把開關移到高邊去，這樣方案會更簡單，成本也會更低。
六、川土產品在BMS中的應用——通訊介面的隔離
隔離通訊常見的方案有三種：
一種是把電源、通訊介面、數字隔離器三塊完全用三個產品去解決。電源用自己設計的，或者用外部主機板跟專門的IC做的隔離電源，然後通訊介面繼續使用非隔離的，然後前面增加一個數字隔離器這種分立方法。
第二種市面上比較常見的是把通訊介面和數字隔離器放在一起，透過一個隔離電源和隔離介面就可以形成一個整合二合一的方案。
第三個也是我們川土比較推薦的就是整合三合一的方案，帶隔離電源的隔離介面。像透過一款IC可以實現通訊隔離，然後無論是體積、成本上面都非常有競爭力。
七、分立式隔離介面通訊方案
1、隔離電源。輸出電壓5V、3。3V，負載電流不小於100mA。
2、數字隔離器。通訊速率：500kbps，雙通道（CAN）/3通道（RS485）。
3、通訊介面。CAN、RS485。
八、隔離電源-CA-IS3105W
剛才有提到我們川土微電子是一家射頻出身的企業，所以我們在射頻上有比較多的積累，所以我們特別推出了這款3105，用我們的射頻技術做了一個線上的變壓器，所以它是一個完全整合的，輸出功率不小於650毫瓦的產品，完全可以滿足剛才我們提到的系統要求。隔離等級可以達到5KV，在鋰電的兩輪車上的話就是高的非常多的。
今天所有介紹的隔離產品都使用了電容隔離技術，電容隔離最好的特點就是CMTI可以做得非常高，你可以看到所有的隔離產品都在150KV/μs以上，CMTI做得非常高，是電動車隔離技術帶來的一個非常好的優點。浪湧等級可以做到10KVpk；ESD等級6000V（HBM）；輸出典型功率不小於650mW；另外我們有單獨的輸出使能，你可以很方便的開啟和結束通話輸出；輸出也可以選擇3。3V、5。0V、3。7V、5。4V；使用的是一個SOIC16-WB（W）的寬體封裝，所以可以做到5000VRMS的隔離等級。
九、數字隔離器-CA-IS37xx
我們的數字隔離器已經呈系列化了，目前我們的產品包含了2、3、4、6通道，CAN是2通道，485有可能是2通道，有可能是3通道，可以提供多種封裝，封裝有SOIC8（S）或者是SOIC16-WB（W），隔離等級是不低於2500V，寬體的話可以做到5000V，CMTI是150KV/μs，浪湧等級不低於6。25KVpk，川土的ESD都是做的比較高的，所以這邊也是6000V，是遠遠高於系統要求的。
這種兩輪車上的BMS系統對隔離的要求並不高，建議大家選擇比較小封裝的載體封裝，雙通道可以選擇SOIC-8的封裝，可以達到額定耐壓3。75KV，像三通道的話可以選擇SOIC-16的封裝，也可以達到額定耐壓3。75KV。
十、CAN收發器-CA-IF1051S
這是CAN收發器，它是CA-IF105IS，最高資料速率可以達到5M，可以做到8000V整體模型的匯流排ESD保護，共模電壓範圍±30V，故障保護範圍±58V，保護功能也是做的非常全，對標一線的大牌產品。具有靜音模式（偵聽模式）。驅動器顯性超時可以支援低至4kbps的資料速率，支援110個節點的連線。多種保護功能可以確保器件在工作時的穩定性。
十一、RS485收發器-CA-IF48xxH
CA-IF48xx是一系列帶有±15KVESD保護功能的RS485收發器，該系列器件能夠執行在惡劣的工業環境中。器件的匯流排引腳可以耐受高級別的IEC電氣快速瞬變（EFT）和IEC靜電放電（ESD），從而無需使用其他系統級保護元件。
十二、二合一隔離介面通訊方案
這是二合一隔離介面通訊方案，也就是隔離電源繼續保持隔離電源的使用，然後我們把數字隔離器和介面放在一起做成了我們的二合一隔離介面產品。
十三、隔離式CAN收發器-CA-IS305x
CA-IS305x是一系列隔離式控制器區域網路（CAN）物理層收發器，符合ISO11898-2標準的技術規範。該器件採用片上二氧化矽電容作為隔離層，可在十分惡劣的環境中保證正常工作，具有過壓保護、失效保護、過溫保護等特性，同時滿足-12V到+12V的共模電壓範圍。該系列產品廣泛應用於CAN資料匯流排、工業現場網路、安防系統、醫療裝置、通訊等各領域，詳細引數可參考規格書和選型表。
十四、隔離式RS485收發器-CA-IS308x
CA-IS308x是一系列隔離式全雙工/半雙工RS-485/RS-422收發器晶片，用於TIAEIA485應用，適用於訊號的長距離傳輸。在裝置通訊鏈路中可能出現各種電噪聲以及電壓電流的瞬態變化，使用CA-IS308X作為介面晶片可以有效遮蔽以上噪聲和瞬變，為昂貴的控制裝置提供充分的保護，降低損壞風險。該系列產品廣泛應用於安防監控、化學生產、工廠自動化、電機控制、HVAC等各行業。
十五、三合一隔離介面通訊方案
這是我們比較推薦的三合一隔離介面通訊方案。我們把隔離電源整合到隔離介面當中，完全做成了一個帶晶片的三合一的晶片方案。
十六、帶隔離電源的隔離式CAN收發器-CA-IS3062
目前已經在官網上釋出的是3062，針對兩輪車BMS又專門做了低成本的2062，其實這兩個對比的話在隔離等級上從5KV降到了2。5KV，它的系統倉儲包含了完全隔離的隔離電源、容隔離的通訊介面，2062是一個CAN的收發器，完全實現了通訊介面的全隔離，與隔離電源整合在單個SOIC封裝內，可隔絕噪聲和干擾並防止損壞敏感電路。該系列廣泛應用於CAN資料匯流排、工業現場網路等各領域。
十七、帶隔離電源的隔離式CAN收發器-CA-IS2062
CA-IS2062是一系列具有整合式高效電源轉換器的隔離式控制區域網路（CAN）物理層收發器，符合ISO11892-2標準的技術規範。此器件採用片上二氧化矽電容作為隔離層，在CAN協議控制器和物理層匯流排之間建立一個完全隔離的介面，與隔離電源整合在單個SOIC封裝內，可隔絕噪聲和干擾並防止損壞敏感電路。該系列產品廣泛應用於CAN資料匯流排、工業現場網路等各領域。
十八、帶隔離電源的隔離式RS485收發器-CA-IS3092
CA-IS3092是一系列整合高效電源轉換器的高可靠性隔離式RS-485收發器，符合TIAEIA-485標準。此器件採用片上二氧化矽電容作為隔離層，在RS-485協議控制器和物理層匯流排之間建立一個完全隔離的介面，與隔離電源整合在單個SOIC封裝內，可有效防止資料匯流排或其他電路上的噪聲和浪湧進入本地接地端。該系列產品廣泛應用於隔離式RS-485介面、工業現場網路等領域。
十九、帶隔離電源的隔離式RS485收發器-CA-IS2092
CA-IS2092是一系列整合高效電源轉換器的高可靠性隔離式RS-485收發器，符合TIAEIA-485標準。此器件採用片上二氧化矽電容作為隔離層，在RS-485協議控制器和物理層匯流排之間建立一個完全隔離的介面，與隔離電源整合在單個SOIC封裝內，可有效防止資料匯流排或其他電路上的噪聲和浪湧進入本地接地端。該系列產品廣泛應用於隔離式RS-485介面、工業現場網路等領域。
二十、隔離介面通訊方案總結
分立式解決方案：是現在最常見的，它的配置靈活、最佳化系統性能；
二合一解決方案：是分立式解決方案的進階，隔離電源配置靈活；
三合一解決方案：它的整個PCB面積可以做到非常小，因為整合度高了以後，周邊器件可以做到非常少，整合度高了以後相對故障也會減少，可靠性也會做到很好，成本低。
在介面通訊隔離上，我是非常推薦各位看一下2062和2092的解決方案。
二十一、BMS中AFE級聯 隔離方案-CA-IS302x
電池組電壓超過48V時需要兩級AFE；高階AFE的接地端和低端AFE接地端電位不同；MCU的接地端和低端AFE接地端電位相同；兩個AFE需要和MCU之間採用I2C介面通訊；採用I2C數字隔離器實現高階AFE和MCU之間的通訊。
CA-IS302x是一系列相容I2C介面的雙向通訊低功耗隔離器，隔離器的輸入側與輸出側具備電氣隔離特性，該電氣隔離屏障由二氧化矽構成的高壓隔離電容構成。該隔離器具具有高達5KVrms的超高絕緣能力，可以防止資料匯流排或其他電路上的噪聲和浪湧進入本地接地端而干擾或損壞敏感電路。該系列產品廣泛應用於隔離式I2C匯流排、SMBus和PMBus介面、電機控制、電池管理、I2C電平轉換等各領域。
二十二、兩輪車BMS 電力載波解決方案
兩輪車BMS電力載波解決方案就是在控制器和儀表盤之間，我們需要額外的資料通訊線從控制器到儀表盤進行控制訊號傳輸。這裡介紹一種電力載波方案，可以直接在電源訊號上進行調製，滿足基本的資料傳輸，減少故障和成本。
二十三、CA-IF4023XX AISG 開關控制同軸調製解調收發器
這是IF4023系列，可以滿足11520的基本資料通訊，可以直接做調整，做一些基本的資料。
二十四、成功案例
這是客戶那邊的成功案例。這是一個兩輪車的BMS，分離式方案：CA-IS3722HS+RS485介面實現隔離通訊，通訊速率115200bps。
三合一方案：帶隔離電源的隔離RS485介面CA-IS3092W，通訊速率115200bps。
二合一方案：隔離電源為兩路隔離介面分別供電，用於和BMS以及主控制器通訊。
二十五、川土微電子產品規劃-隔離產品線
簡單介紹一下我們的產品規劃。我們現在包括了電源隔離、介面隔離、數字隔離、模擬隔離、I/O隔離、驅動隔離，也可以做雙通道的驅動器。
二十六、川土微電子產品規劃-介面產品線
CAN、RS-485/422、HOMEBUS、AISG，我們明年會把CAN系列做得更豐富一些，同時會做一些比較特殊的東西，像家電上會經常看到的同軸調變解調器等。
今天的產品介紹就到這邊，這是我們川土微電子的公眾號，川土微是成長非常快的一家公司，現在每週不只一個新品釋出，我們會特別依賴社交媒體來發布新品。同時也鼓勵工程師來選擇我們的晶片，更多透過社交媒體，來回答各位的問題，包括安排一些直播，或安排一些線上交流會，大家有興趣可以關注我們的公眾號和公司官網：www。chipanalog。com，上面會有一些新品釋出和應用分享。我們會不定期分享技術交流影片，會把一些線上直播活動做在上面，希望大家也可以直接透過這些與我們的工程師直接聯絡，包括給我們產品提建議。
我今天的分享就到這裡，謝謝大家。
