2021年12月17日 | 种类够全，指标够硬，MPS系列产品布局电源隔离板块！

无论从增速还是应用前景看，数字隔离器无疑都是耀眼的存在，尤其随着5G通信、电动汽车及其充电桩、工控、光伏及风能发电等大功率应用场景的蓬勃发展，数字隔离器更是获得了前所未有的发展机会。据市场研究机构 IHS Markit 预测，到2024年数字隔离器市场规模将达到7.67亿美元。

隔离需求日趋增长

众所周知，凡是涉及到AC-DC或中高电压DC-DC电源转换的电子电路，都需要电气隔离，通过电气隔离，可以实现人员和设备的保护、隔离模拟地和功率地以提高电路的抗干扰能力、一次性完成隔离和电平转换等系统要求。

具体到应用中，包括服务器、通信、太阳能逆变器、风能传输、不间断电源，可编程逻辑控制器，户外大电流的LED照明相关的控制系统，工业用伺服电机（包括变频器驱动），电动汽车相关的包括逆变器、充电器和高压直流变换等，都会涉及到隔离的需求。而基于CMOS的数字隔离器恰恰因其自身优势，有助于塑造电力供应、绿色能源和汽车等行业的发展。对此，MPS顺势推出一系列针对中大功率应用的电源IC，旨在为业界提供高效、简单、可靠的选择。

电容隔离技术加持

所有电源隔离系列产品，均采用MPS专有容性隔离技术。与传统光耦合器和磁隔离解决方案相比，电容隔离技术延长了寿命并降低了辐射。

 
MPS DCDC产品线业务拓展经理殷亮介绍，传统的光耦隔离技术把发光元件和光敏元件封装在同一壳体内，通过电、光、电转换来传输电信号，具有很强的抗干扰能力。但缺陷在于产品使用寿命短、供电电流大、尺寸大、数据传输速率低（<10Mbps）、对外部共模干扰敏感，且有较长的传输延迟。

而以CMOS为基础的数字隔离技术则使用磁性或电容耦合来传输信号，基于硅晶圆的开发路线，极大地延长了器件使用寿命、实现了供电电流低、尺寸小、数据传输速率高（>100Mbps）、抗外部共模干扰、传输延迟低的功能。同时，殷亮也表示，虽然同为数字隔离技术，磁隔离和电容隔离还是有一定区别的，磁隔离技术基于微型变压器，对外部有EMI干扰，所以对磁噪声的抗扰度比较低。而高压电容隔离技术是基于高频信号耦合到载波信号然后再传递过结缘介质的传输机制，所以其磁噪声抗扰度更高。

五大品类、多种参数选择助力“碳中和”

正是基于专有的电容隔离技术，MPS目前推出了五大品类的产品，分别是隔离栅极驱动器、变压器驱动器、隔离电源模块、数字隔离产品、隔离放大器。这些产品参数均达到了目前业界领先的性能，像变压器驱动产品的开关频率高达10MHz，是市面上其他竞争对手的10倍，这样极大地减小变压器尺寸和外部器件数量，从而实现最小方案尺寸。且不同的产品支持不同的隔离要求和安全规范，如UL1577、VDE V 0884-11、IEC62368-1等。

隔离栅极驱动器：MPS隔离栅极驱动器集成了信号隔离、驱动、电平转换等全部功能，从而能够以最佳方式驱动电源开关器件，具有传播延迟短和低脉宽失真特性，在应用中可以实现高效率、高功率密度和鲁棒性。MP（Q）18831/51/71是MPS隔离栅极驱动器的拳头产品系列，包含多种通道配置，能够实现高达5KV隔离耐压、100KV/us共模抗干扰、30V输出端供电和低至50ns传输延时等关键指标。

 
针对不同的器件，如MOSFET、IGBT、SIC 和 GaN 等，系统对开关频率、轨电压、功率范围、驱动电压、欠压锁定的要求是不同的，这就需要隔离栅极驱动器能够覆盖的参数范围更广。对此，MPS提供了不同的配置。其中，MPQ系列是车规等级产品，MP18831系列是隔离型半桥门极驱动器，具有高达 4A 的拉灌峰值电流能力。MP18851系列是隔离式双通道栅极驱动器解决方案，具有高达 0.5A 或 4A 的拉灌峰值电流能力。MP18871 系列是隔离式半桥栅极驱动器解决方案，具有高达 0.5A 或 4A 的拉灌峰值电流能力。殷亮介绍，上述的产品系列，能够全部覆盖客户所需的不同拓扑结构，方便客户在不同的应用场景里不同的选型。封装也有多种选择，包括SOIC-16 NB/WB、LGA-13等，不同的封装对隔离等级会有一定影响，工程师可以基于自身所需的系统设计进行选择。

数字隔离器：MPS 提供全系列2-6通道的超低功耗数字隔离器产品-MPQ276xx系列，可支持 5kVRMS 的隔离电压、大于100kV/µs 的共模抗干扰能力和高达 150Mbps 的数据传输速率。这些隔离器专为满足多样的信号传输场景而设计，包括RS485、RS422、UART、SPI等。

与MPQ276xx系列搭配使用的是隔离电源模块-MIDxxW0505A系列。其中，MID1W0505A是一款半调制型、隔离式 DC/DC 变换器，在 -40°C 至 +125°C 工作温度范围内支持 4.5V 至 5.5V 的输入电压（VIN）以及高达 1W 的输出功率（POUT），且具有极好的负载和线性调整率。该系列产品采用小型、薄型的标准封装（ SOICW-16、SOICW-8），与传统灌胶式的电源模块相比，大大降低了器件厚度，约为2mm左右。此外，与传统的开环式隔离电源模块相比，MID1W0505A的磁场抗干扰能力有很好的表现。

 
在数字隔离器MPQ276xx、隔离电源模块MIDxxW0505A之外，MPS还推出了将两者整合的产品系列-MPQ27800，通过集成采用独特封装技术，这种集成了隔离电源模块的数字隔离器可大幅节省 PCB 空间并提高系统设计性能，而不再需要一个外部单独的变压器。此系列高集成度优化解决方案产品组合非常适合工业自动化、电池管理系统（BMS）、电动汽车充电站以及任何需要可靠信号和电源隔离的应用。

变压器驱动&隔离电源模块：MPQ18913-AEC是用于隔离偏置供电的LLC变压器驱动，能够适配5V到30V的输入电压，可配置频率范围是500kHz-10MHz，支持功率高达6W。采用的封装形式是QFN-10，尺寸只有2mmx2.5mm。

此外，MPS还对应开发了24V转24V隔离电源模块-MIDxW2424。当客户想做精简化的板级设计，就可以选择这个模块产品。输入电压范围是24V+-10%，输出功率为1W、3W、6W，效率高达87%。

 
集成式控制器：MPS MPF32010是用于 AC/DC 功率转换的 PFC 图腾柱数字控制器。图腾柱拓扑使用有源开关管代替双升压拓扑中的二极管整流器，这种配置方式可以增加整体效率。MPF32010还集成了整个控制回路，并能允许用户通过友好的图形用户界面微调图腾柱的操作，从而大大简化了图腾柱的设计。

完整的隔离电源解决方案，可以引脚兼容市面上的现有方案

基于上述产品的整合，MPS针对 3KW功率级别推出了一整套电源转换方案，其输入电压范围为85V至265Vac，输出电压为48V，包括Totem Pole PFC（图腾柱PFC）和LLC两级电路。它采用了MPS的隔离型门极驱动MP188xx、PFC/LLC控制器MPF320x0、集成电源型数字隔离器MPQ27800和隔离电流传感器MCS180x等最新产品。这些器件的协同设计，使得该方案实现了2.14W/cm3的功率密度，整体转换效率达到96%。方便客户能够从系统层级去了解MPS是产品的一些特性，包括性能、转换测试参数等。

MPS 3kW功率级隔离电源整体方案

此外，MPS电源隔离产品系列还可以引脚兼容市面上的现有方案，帮助客户快速进行迭代，或提供规范的、有认证的、快速的上板测试。工程师可以根据自己的应用需求，选择不同封装、不同耐压等级、不同通道数、不同通道方向配置、不同模块功率等级等产品，以适配不同的应用场景。殷亮介绍，目前MPS电源隔离器产品已在多个应用领域与主要厂商成功合作。