納芯微模擬IC解決方案，助力多聯機中央空調節能降噪！

據行業報告顯示，2023年全年中國中央空調的市場實現了4.6%的增長，繼2022年市場下滑后重新迎來了一波增長。其中工程項目占總市場的70%，市場占有率有小幅增長，增長率為5.7%；而家裝零售市場占比僅為30%，增長率也僅有2.1%，增長相對比較緩慢。

2023年中國中央空調市場占比前三的產品類別分別為：多聯機組，單元機組和離心機組。其中多聯機的使用占比最高，高達48.7%，位居第一；其次為單元機組，占比為18.8%。

多聯機組中央空調得到高速增長主要原因是其安裝成本便宜、使用靈活、能效高，因此得到了市場的廣泛歡迎，尤其是新興行業的火熱助推了工程項目市場的增長，成為其快速增長的主要推動力。

多聯機組中央空調采用“一拖多”的架構，即由一個室外機帶動多個室內機，室內機可以單獨安裝在不同房間里，每個室內機都會對應一個線控器，通過反饋的溫度、濕度等信息，可以自動調節出風口、風量以及制冷、制熱功率等，以保持舒適的室內溫度。多聯機的技術趨勢主要為兩個方向，一是節能降噪，即需要室外機甚至室內機都有變頻能力；二個是高舒適度和節能環保，即對空調的風量和溫濕度進行更加精準的控制，同時減少空調制冷介質冷媒的泄露。

納芯微具有豐富的傳感器產品組合，能夠滿足人們提高舒適度的要求，并符合綠色環保的趨勢。

此外，納芯微還能夠提供豐富的模擬IC解決方案。如下圖所示，為多聯機組的室外機和室內機系統框圖，上半部分為室外機，下半部分為室內機。室外機中用到大量的模擬IC，根據其電路拓撲所示，市電交流電輸入經過PFC整理轉換為高壓直流電，然后供電給兩個電機的母線。電機的驅動采用IGBT或IPM直接控制。由于MCU通常位于低壓端，而IGBT位于高壓端，因此需要隔離驅動器來控制這些功率管；同時，室外機和室內機之間需要通過RS485或CAN總線進行通信；由于這兩套系統通常不共地，因此需要隔離接口。

多聯機系統框圖

一

納芯微隔離類產品

納芯微隔離技術

目前，市場上的主流隔離技術有三種：光耦隔離、磁耦隔離和容耦隔離。比起光耦隔離技術，容隔隔離技術采用耐壓500V/μm的二氧化硅作隔離介質，耐壓高且使用壽命長，可靠性和絕緣度很高，同時相較與磁耦隔離成本更低。納芯微的隔離產品均基于容耦隔離技術進行開發，產品包括數字隔離器、隔離驅動、隔離接口、隔離運放等產品。

此外，納芯微的產品采用雙邊高壓電容隔離技術，由兩部分組成，左右各有一個Die，兩者之間都有隔離電容，是一種雙電容隔離方式，也叫增強型隔離。即使有一個電容損壞，還有另外一個電容，可以滿足產品耐高壓、長壽命、寬溫度范圍的需求。納芯微的產品均通過了UL、VDE、CQC等各種認證。與此同時，納芯微的容隔產品采用自有專利的Adaptive OOK方式進行編碼傳輸，高電平時發出一個高頻正弦波，低電平時不發，然后進行解調，差分傳輸可以將一些共模干擾濾掉，以提高CMTI（共模瞬態抗擾度），同時具有更低電磁輻射和更低誤碼率的優點，芯片魯棒性也更高。

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隔離驅動

·帶米勒鉗位的隔離單管驅動NSI6601M

隨著母線電壓或開關頻率提高，在開關過程中會導致很高的dv/dt；同時為了實現小型化，受限的布局也會產生寄生阻抗，給驅動環路帶來一些自身電感，dv/dt的充放電可能會出現回路震蕩。因此為了防止震蕩并滿足高頻化要求，需要采用帶米勒鉗位的隔離驅動。

其工作原理為：伴隨上下管打開產生的dv/dt，米勒電容會產生一個電流，如果驅動回路阻抗較大，因為米勒電容產生的電流會導致較大Gate電壓，導致原本關閉的管子會誤打開，使上下管短路，甚至損壞管子；帶米勒鉗位的隔離驅動可以提供非常低阻抗的回路路徑，將米勒電流釋放到地，使門級值鉗位到很低的電壓，防止管子打開。

因此，很多空調或電源應用都選擇帶米勒鉗位的隔離驅動，可以滿足高頻化要求，提供更穩定的電流輸出，同時防止管子打開。綜上，帶米勒鉗位的隔離驅動在防止震蕩、滿足高頻化要求、提供低阻抗回路路徑以及防止管子打開等方面具有重要作用。

納芯微隔離單管驅動NSI6601M已大量應用于空調壓縮機，主要用來驅動IGBT。該產品驅動電流為5A，集成米勒鉗位功能，CMTI高達150kV/μs。該產品有兩種封裝可選，一種是窄體SOIC-8，另一種是寬體SOIC-8。

·帶保護功能的隔離單管驅動NSI68515

空調的壓縮機可能會出現IGBT短路，一種情況是上下管短路，會直接燒掉IGBT；另一種情況是電機對地短路，比如上管打開對地短路后，會有很大的電流流過IGBT直到電機的地，致使管子損壞，甚至損壞電機。因而帶保護功能的隔離驅動產品能夠有效功率管，保護系統。

納芯微隔離單管驅動NSI68515帶DESAT保護功能，可檢測DESAT腳的隔離耐壓。當發生過流時，電壓會出現一些變化，通過DESAT引腳檢測過流情況，而后進行軟關斷，即在過流之后慢慢關斷釋放電流，減少電壓過充，防止IGBT損壞，以保證系統穩定運行。

NSI68515采用電流型輸入，集成了米勒鉗位、DESAT保護以及軟關斷等功能。CMTI高達150kV/μs，隔離工作耐壓高達2121V DC，驅動電流高達5A，米勒鉗位電流為4A，支持軌到軌輸出，結溫為150℃，能夠很好滿足空調壓縮機的應用場景，目前該款產品已在主流中央空調中有大量使用。

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數字隔離器

· 第二代數字隔離器NSI82xx系列

第二代數字隔離器NSI82xx系列包含一通道、兩通道、三通道、四通道和六通道的產品，封裝類型很多，廣泛支持各種系統設計和PCB布局?？疾鞌底指綦x器性能的一個主要指標是CMTI，納芯微NSI82xx系列數字隔離器的CMTI比業內一些產品的裕量高1.5至2倍。在ESD方面，單面和雙面都比競品同類型產品裕量更高，單面ESD可達8000V，雙面可達15kV。

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隔離接口

· 三合一隔離接口NSIP8308x系列

NSIP8308x系列是集成度非常高的三合一隔離接口，將數字隔離器、RS485接口以及電源集成在一起。集成隔離電源可以減少電源軌，僅用一路電源即可為芯片隔離供電。RS485接口產品的速率非常高，可達16MHz；CMTI可達±150kV/μs。NSIP8308x系列多款產品支持全雙工和半雙工。

二

納芯微其他模擬IC

除了傳感器和隔離類產品，納芯微的非隔離驅動也在中央空調有著廣泛的應用。其非隔離5A雙通道低邊驅動產品NSD1026V適用于空調PFC的IGBT驅動。其輸入端可以耐受高達-10V的負壓，同時具有5A反向電流功能，無需進行輸出保護。由于需要驅動PFC低邊的IGBT，因而在控制器、MCU和驅動器布局都可能產生一些寄生電感，并產生負壓，在輸入端兩個地之間形成一個壓差，使輸入側出現負壓，輸入側產生-10V的負壓可以保證芯片的穩定運行。

另外，由于驅動器內部打線以及PCB走線會造成寄生電感，驅動器會因輸出過沖震蕩而損壞，如果能承受5A峰值反灌電流，就為過充能量提供了釋放路徑，可以在一些布局要求比較高的產品中使用。

審核編輯：劉清