纳芯微丨ADC 采样电压为何偏离理论值?实时控制 MCU/DSP 输入阻抗解析

发布时间:2026-05-12 09:31
作者:AMEYA360
来源:纳芯微
阅读量:705

  “为什么我在学习板/开发板上面测试都是正常的,上工程样机的时候,ADC采样就会有问题?”

  工程师在使用DSP进行ADC采样测试的时候,有可能会遇到以上难以理解的问题。导致ADC采样不准确的因素众多,本文将着重讨论其中一种影响因素——输入阻抗对ADC采样的影响。

  下文将以纳芯微实时控制MCU/DSP NS800RT503x 系列芯片为例,结合分压采样电路设计与实测现象,解析输入源阻抗对 ADC 采样精度的影响,帮助工程师更好地完成 ADC 采样电路设计与参数匹配。

  01

  ADC电压采样范围

  ADC的电压采样范围由其参考电压决定。当参考电压为3V,ADC的采样范围为0~3V。对于NS800RT503x系列芯片,ADC默认使用外部参考电压,接入的外部参考电压应在1.65V~3.3V之间,或者通过软件,选择使用内部的1.65V或2.5V参考电压。

  如何测量输入电压

  小电压测量当检测电压在0-5V范围内时,可通过两个电阻进行简单的分压,并通常在 ADC 输入端并联电容进行滤波,如下图所示。

  Ui为检测端电压,Uo为ADC的输入端电压:

纳芯微丨ADC 采样电压为何偏离理论值?实时控制 MCU/DSP 输入阻抗解析

  分压后的Uo电压应小于或等于ADC的参考电压。

  同时,需要考虑分压电流大小,电流最大为20mA,且ADC的输入阻抗不宜过大(相关原因将在下文进行分析)。通过ADC采集到分压后的电压,可进一步换算得到输入端电压。如采集到的电压为xV,则输入端的电压为:

纳芯微丨ADC 采样电压为何偏离理论值?实时控制 MCU/DSP 输入阻抗解析

纳芯微丨ADC 采样电压为何偏离理论值?实时控制 MCU/DSP 输入阻抗解析

  图1-ADC分压输入

  大电压测量对于450V的高电压,仅使用两个电阻进行分压并不适用,需考虑单个电阻的额定功率和耐压值。

  电阻的功率(P)计算公式为:P=UI

  当大电压加在单个电阻上时,会导致其功率超过额定值,电阻发热。因此,需要使用多个电阻进行分压,ADC获取的数值与上节同理,可推出输入端电压。如下图所示,450V的输入电压分压后为2.778V。

  电路中的两个稳压二极管处于反向偏置状态,用于电路保护。当电路电压超过稳压二极管的反向击穿电压时,稳压二极管两端的电压处于一个固定值,这个值取决于二极管的材料与结构,从而保护GPIO端口,下图稳压二极管分别用作防止正电压和负电压过大。ADC的输入端使用了RC低通滤波电路,可将高频信号滤去,截止频率为:

纳芯微丨ADC 采样电压为何偏离理论值?实时控制 MCU/DSP 输入阻抗解析

纳芯微丨ADC 采样电压为何偏离理论值?实时控制 MCU/DSP 输入阻抗解析

  图2-电阻分压

  下图同理:

纳芯微丨ADC 采样电压为何偏离理论值?实时控制 MCU/DSP 输入阻抗解析

  图3-电阻分压

  注:等效阻抗的计算包括电阻阻抗、容抗、感抗

  02

  ADC的输入阻抗选择参考

  基于 NS800RT503x 系列芯片的 ADC 输入特性,在合适的 ADC 时钟与采样窗口时间配置下,ADC 输入阻抗最高可支持至 1100kΩ。

  需要注意的是,不同 ADC 时钟与采样窗口时间对应的最大输入阻抗并不相同,实际设计时应根据具体配置查表确认,部分典型配置如下表所示。

  表1-输入电阻匹配表

纳芯微丨ADC 采样电压为何偏离理论值?实时控制 MCU/DSP 输入阻抗解析

  当ADC的输入阻抗过大时,会出现采集到的电压不精确的问题,以下 ADC 电压采集电路可作为典型示例。

  设计目的是将前端电路的最大400V电压进行分压,得到最大5V再进行分压,输入到ADC1。

  理论上该电路Vout-s经过电路中的200K和360K电阻分压,最大5V输入最后给到ADC1的电压为3.1V,最小0V输入最后给到ADC1的电压为0V。

纳芯微丨ADC 采样电压为何偏离理论值?实时控制 MCU/DSP 输入阻抗解析

  图4 ADC输入阻抗偏大电路设计举例

  实际使用万用表测试发现,ADC1在5V输入的情况下,最终的分压在2.2V,出现明显压降;在0V输入的情况下,最终的分压为0.4V,出现明显压升。在这种测试环境下,ADC的检测并不准确。

  通过等效转换可得知上图ADC的输入阻抗为128.57kΩ,阻抗较大。

  配置ADC采样窗口时间为65个ADC_CLK,测试过程中,移除电阻,将0V至3V的电压直接施加到ADC输入端,测得电压正常,排除了ADC配置问题导致的测量不准确。

  随后测试减少阻抗的方式,将ADC输入电阻阻抗调整为12.18kΩ(),如下图所示。

  在GPIO端口测得的电压值在转换时间为大于65个ADC_CLK周期内正常。

  进一步减小ADC输入电阻后,在更短的ADC转换周期内,ADC输入端电压值也可正常,与上述阻抗匹配表一致。

纳芯微丨ADC 采样电压为何偏离理论值?实时控制 MCU/DSP 输入阻抗解析

  图5 电阻分压

  将ADC配置为使用定时器进行定时触发转换。随着定时频率的增加,ADC输入端口电压逐渐减少。

  即使输入阻抗为128.57kΩ,只要定时器触发频率足够低,输入电压后,ADC输入端的电压依然能够正常。因此初步分析,该现象与ADC采样过程中端口的电压有关系。

  进一步测试:端口不接任何外围器件,使用ADCA_CH0,ADCB_CH0,ADCC_CH0进行测试。

  ADCA与ADCB配置为相同参数,转换时间为1个ADC周期,测得ADCA_CH0与ADCB_CH0的电压为1.4xV,ADCC_CH0电压与其他未配置的IO端口电压一致为0.3xV的电压;

  将ADCA的转换时间逐次增大,ADCA_CH0的电压逐渐减小,ADCB_CH0与ADCC_CH0电压不变。当ADCA转换时间增大到65个ADC周期时,ADCA_CH0处电压减少到1.0xV。上文采用21kΩ电阻与29kΩ电阻进行分压ADC输入时,若配置转换时间为1-33个ADC周期时,端口分电压存在异常;只有配置为65个ADC周期以上时,端口分电压才是正常的理论电压;

  当将ADCA停止,ADCA_CH0处电压等于ADCB_CH0电压,ADCC_CH0电压不变。这时可解释为何ADC未初始化时,端口检测到的电压为正常的分压值——因为ADC不运作,端口处无额外的电压生成。测试中,输入阻抗过大时,ADC在运行时端口处的分压值会偏离理论值,只有ADC不运作时,该端口处的分压才恢复理论值。而输入阻抗较小时,端口电压不受ADC是否运作的影响,始终保持正常的理论值;

  将ADCA、ADCB都停止:

  ADCA_CH0 = ADCB_CH0 = ADCC_CH0

  测试现象表明:当ADC运行时,随着准换时间的变化,端口上会出现不同的残留电压。准换时间越短,残留电压越大。

  当通过接入电阻进行分压时,分压值是否准确,取决于该端口产生的残留电压大小和输入阻抗的大小。输入阻抗越小,分压值受该端口残留电压的影响越小;反之,输入阻抗越大,分压值受该端口残留电压的影响越大。

  03

  ADC采样时出现残留电压原因分析

  ADC的输入模型如下所示:

纳芯微丨ADC 采样电压为何偏离理论值?实时控制 MCU/DSP 输入阻抗解析

  如上图所示,ADC内部通常包含采样电容,该电容会在采样时进行充电或放电。电容充电/放电过程会在采样瞬间引起输入端口电压的瞬时变化。

  当采样频率越大,充放电的过程跟不上采样速度,此时采样电容上会有相应的残留电荷,会导致端口电压由额外的电压残留。

  因此,采样频率越快,残留电压也越大,只有当输入阻抗较小时才能抵消这个残留电压。

  结言

  当 ADC 输入源阻抗过大时,容易出现采样电压偏差。这与 ADC 的内部采样结构有关:ADC 采样时,内部采样电容需要快速完成充放电;如果前端驱动能力不足,采样电容上的残余电荷会影响当前输入信号,从而导致采样结果出现偏差。当输入信号驱动能力足够时,这种影响会明显减小。

  因此,在 ADC 前端电路设计时,需要结合具体芯片型号与应用需求,综合考虑输入源阻抗、采样窗口时间、ADC 时钟频率以及前端滤波参数,确保前端采样电路设计合理,从而提升采样稳定性与测试结果一致性。

纳芯微丨ADC 采样电压为何偏离理论值?实时控制 MCU/DSP 输入阻抗解析


(备注:文章来源于网络,信息仅供参考,不代表本网站观点,如有侵权请联系删除!)

在线留言询价

相关阅读
EtherCATx三核算力,满足高端工业控制!纳芯微发布实时控制MCU/DSP NS800RTA7系列
  近日,纳芯微正式发布NSSine™系列新一代实时控制MCU/DSP——NS800RTA7系列。该系列面向工业自动化、机器人、数字能源、通用伺服及运动控制等应用场景,首批推出NS800RTA7P65DE、NS800RTA7P66DE、NS800RTA7P66TE三款型号,覆盖大小核、双大核和三核等不同内核配置,集成EtherCAT 从站控制器(ESC)、第二代eMATH浮点数学加速核、高精度模拟采样、高级控制外设及功能安全、信息安全能力,为高性能实时控制系统提供高效、可靠、易于集成的控制平台。  NSSine™产品矩阵  工业控制走向系统融合,主控芯片需求持续升级  随着工业自动化、机器人、数字能源及运动控制等应用持续升级,实时控制平台正在从“单一控制”走向“计算 + 通信 + 采样 + 安全”的系统融合。  以机器人控制器、通用伺服、PLC、变频器、数字电源以及工商业大型储能系统为代表的应用场景,对主控芯片提出了更高要求:一方面,需要处理复杂算法、多任务协同、高速实时通信和多轴同步控制;另一方面,也需要具备高精度采样、小尺寸封装、高可靠性及信息安全能力。  在工业实时通信领域,EtherCAT已成为高性能运动控制和工业自动化系统中的重要通信技术。EtherCAT的价值不仅在于通信接口本身,更在于支撑多轴同步、实时响应和系统协同控制能力。面向这一趋势,NS800RTA7系列通过多核并行计算、片上EtherCAT 从站控制器集成、高精度模拟采样和安全可靠设计,进一步提升实时控制系统的集成度和响应能力。  首批发布三款型号,覆盖不同性能与系统复杂度需求  NS800RTA7系列首批发布NS800RTA7P65DE/NS800RTA7P66DE/NS800RTA7P66TE三款型号,面向不同性能等级和应用复杂度提供灵活选择。  其中,NS800RTA7P65DE采用“400MHz + 200MHz”的大小核配置,兼顾控制性能与系统成本;NS800RTA7P66DE采用“2×400MHz”双大核配置,面向高性能实时控制应用;NS800RTA7P66TE采用“2×400MHz + 200MHz”三核配置,可支持更复杂的多任务协同、多轴控制和实时通信场景。  三款产品均集成EtherCAT、USB、CAN-FD、FSI、SPI、I2C、UART、USART等丰富通信接口,并支持eCAP、QEP、CLB、SDFM、ePWM、HRPWM等控制外设资源,满足伺服驱动、机器人控制、数字电源、储能逆变和工业自动化设备对实时控制与高速通信的综合需求。  NS800RTA7P65DE/7P66DE/7P66TE 产品参数  01  多核Cortex-M7架构  第二代eMATH  支撑复杂实时控制任务  在核心性能方面,NS800RTA7系列最高支持三核同构Cortex-M7架构,并为不同内核搭配eMATH数学加速器及专属TCM资源,为多核分时计算提供充足算力。该系列支持DSP指令集、FPU、eMATH、TCM与Cache等能力,可满足复杂控制算法、多任务协同及实时响应需求。通过大小核、双大核和三核三种配置,客户可根据应用复杂度、控制轴数、通信任务和成本目标进行灵活选型。  第二代eMATH浮点数学加速核比一代eMATH提速约一倍,涵盖三角函数、指数和对数、开方、FFT/iFFT、滤波器、矩阵计算、卷积和相关性运算等多种数学运算,可在FOC电流环、数字电源控制和复杂DSP算法等应用中提升实时浮点计算效率。  02  集成德国倍福正式授权  EtherCAT 从站控制器  提升高实时工业通信能力  NS800RTA7系列集成德国倍福正式授权的EtherCAT 从站控制器(ESC),在片内集成ESC MAC,区别于传统系统中主控芯片与外部独立ESC器件配合的设计方式,降低BOM成本与PCB面积,提升系统集成度。  在实时数据交换方面,NS800RTA7系列的硬件从站控制器(ESC)可处理EtherCAT帧转发,减少MCU对通信帧处理的参与;同时,片内ESC可直接与MCU内核内部高速总线互联,并通过内部共享RAM映射过程数据,支持高实时数据交换。该系列还支持多FMMU和同步管理器,便于灵活配置PDO映射,满足伺服驱动、机器人、PLC、运动控制和工业自动化设备等场景对高速通信与多轴同步的需求。  在同步控制方面,NS800RTA7系列集成硬件分布式时钟单元,可实现高精度时钟同步,并精确生成Sync0/Sync1事件,用于触发ADC/PWM等实时控制任务,多节点同步事件触发误差小于30ns;在125us帧周期下,实时任务MCU负荷率仅为2%,可支撑多轴联动、精密运动控制等对同步性、低抖动和低系统负载有较高要求的应用。  03  高精度采样  CLB可编程逻辑  增强高速闭环控制灵活性  NS800RTA7系列最多可集成4个12bit ADC模组,最多可支持55路ADC采样通道,每个ADC支持32个SoC触发事件;同时支持36路ePWM、36路HRPWM,HRPWM分辨率达80ps,并集成6个CLB、7个eCAP、6个QEP和16路SDFM,为伺服驱动、变频控制、数字电源和多轴运动控制提供丰富外设资源。  其中,CLB片上可编程逻辑模块可通过软件配置实现定制化数字逻辑功能,并可与ePWM、eCAP、eQEP及外部GPIO互联,用于增强现有外设功能,支持复杂协议位置编码器硬件解码、实时脉冲序列输出、信号整定和时间阈值监测等应用。  04  功能安全x信息安全  面向高可靠控制系统  面向工业控制、数字能源及汽车相关应用对可靠性和安全性的要求,NS800RTA7系列支持ISO 26262 ASIL B与IEC 61508 SIL2功能安全设计,可满足汽车与工业领域高可靠控制系统的功能安全需求。  在信息安全方面,NS800RTA7系列集成AES-128/256加密引擎、SHA哈希算法、TRNG真随机数发生器以及RSA和ECC等非对称加密引擎等硬件安全能力,为系统通信、数据处理和安全启动等应用提供信息安全支持。  在数据完整性保护方面,NS800RTA7系列最高集成1.8MB eFlash与864KB SRAM,并通过ECC错误校正码覆盖eFlash和SRAM,可自动检测并纠正数据错误,提升关键数据存储与系统运行可靠性。  05  小封装与平台化设计  助力客户快速导入  NS800RTA7系列兼顾平台化设计与灵活封装需求,支持BGA169、BGA256、HLQFP176、HLQFP100等封装选择,其中BGA169封装尺寸为9mm × 9mm,可为空间受限的高性能控制系统提供更紧凑的封装选择。  同时,该系列支持引脚兼容和外设寄存器兼容,有助于客户在不同性能等级和应用复杂度之间实现平滑迁移,复用已有软硬件资产,降低二次开发成本并加速产品导入。  完善开发生态,支持高效开发  NSSine™系列实时控制MCU/DSP同步提供覆盖开发工具、硬件平台、软件支持和生态系统的完整支持能力。  在工具链方面,NS800RTA7系列支持NovoStudio、ARM Keil MDK、IAR EWARM等开发环境,并提供NovoMonitor实时监测与调试工具、NovoClbConfig逻辑单元配置工具,帮助客户完成变量监控、参数调试、逻辑配置和系统验证。  在硬件与软件支持方面,纳芯微提供评估板、SWD/JTAG仿真器、逆变器系统板、底层驱动、BootCode、CAN-FD/LIN通信软件支持,以及FreeRTOS、uC/OS-II、RT-Thread等EOS支持,帮助客户缩短开发周期、提升产品导入效率。
2026-07-02 15:35 阅读量:176
纳芯微上海慕展发布车规级阳光雨量传感器、车载摄像头PMIC、三核EtherCAT实时控制MCU/DSP和GaN驱动等多款创新产品
  上海,2026年7月1日——纳芯微亮相2026慕尼黑上海电子展。展会期间,公司发布多款面向汽车电子和泛能源应用的数模混合芯片新品,包括车规级阳光雨量传感器NSUC183x系列、车载摄像头PMIC NSR90332XX-Q1、三核EtherCAT实时控制MCU/DSP NS800RTA7系列以及110V半桥GaN驱动芯片NSD2123。同时,公司展示了面向智能终端应用的线性位置、温湿度与压力传感器等产品组合。  本次发布与展示覆盖车载视觉供电、智能座舱感知、工业实时控制、AI服务器电源、消费电子位置检测、白电环境检测和液位检测等场景,体现纳芯微聚焦汽车电子、泛能源与智能终端应用,持续完善数模混合芯片产品组合与应用支持能力。  汽车电子  发布车载摄像头 PMIC 与车规级阳光雨量传感器  支撑车载视觉与智能车身感知升级  车载摄像头正向高清化和多位置部署发展,摄像头模组对电源质量、EMC、诊断保护和集成度提出更高要求。纳芯微发布一体化多路车载 PMIC NSR90332XX-Q1,可为车载摄像头模组内的图像传感器、SerDes等关键器件提供平台化供电方案,适用于环视、后视、前视、DMS、电子后视镜和 PoC 摄像头模组等应用。  该产品通过多路电源集成、低噪声特性、EMI优化及ASIL B功能安全设计,为车载摄像头模组提供高集成度、易适配、高可靠的电源管理方案;同时支持通过 I²C 配置输出电压和上下电时序,帮助客户简化电源架构设计,并提升不同摄像头平台间的方案复用效率。  车载视觉链路还需要高清图像数据传输能力。纳芯微推出基于 HSMT 公有协议的 SerDes NLS911x 系列加串器与 NLS924x 系列解串器,支持单通道 6.4 Gbps 传输,可用于摄像头端与域控制器端的数据连接,支持舱驾一体架构下的多路高清图像传输。目前,该系列 SerDes 产品已在国内头部 ADAS 客户完成验证,并正推进量产导入。  通过车载摄像头 PMIC 与 SerDes 产品组合,纳芯微可为智能驾驶摄像头系统提供稳定供电和高速数据传输支持。  在智能车身与座舱感知方向,纳芯微发布车规级阳光雨量传感器 NSUC183x 系列解决方案。该系列面向不同客户平台架构,提供 NSUC1834(AFE)、NSUC1832(AFE+SBC)和 NSUC1830(AFE+MCU+SBC)等产品形态,支持阳光、前向光、顶向光、HUD 光感和雨量等检测需求。通过覆盖从 AFE 到 AFE+MCU+SBC 的不同集成度选择,NSUC183x 系列可帮助客户减少外围器件、缩小 PCB 面积,并简化阳光雨量传感器模块开发。  2025年,纳芯微汽车电子收入达约12亿元,同比增长约65%。纳芯微已形成覆盖汽车多系统的芯片产品布局,产品广泛应用于汽车三电与热管理、车身控制与照明、智能座舱与ADAS、底盘与安全等场景。截至 2025 年底,纳芯微车规级芯片累计出货量突破 14.18 亿颗。现阶段,国内新能源汽车单车平均搭载纳芯微芯片约 50 颗,单车产品价值量约达 2000 元。  泛能源  发布三核EtherCAT 实时控制 MCU/DSP与 GaN 驱动  支撑高功率密度电源与高性能运动控制升级  工业控制系统正向更高算力、更高实时性、更高精度和更高集成度方向演进。纳芯微发布三核EtherCAT实时控制MCU/DSP NS800RTA7系列。该系列产品采用最高三核Cortex-M7架构,并片上集成EtherCAT控制器、高速ADC和安全功能,支持ISO26262 ASIL B与IEC61508 SIL2,面向工业自动化、伺服驱动、运动控制、储能系统和机器人控制等应用。相比传统“主控MCU+外挂EtherCAT”方案,NS800RTA7系列将实时控制、工业通信、高速采样和安全功能集成于同一平台,可帮助客户简化系统架构,并推进平台化开发。  AI服务器正向高效率和高功率密度方向发展,服务器PSU及二级电源应用对驱动、隔离、控制和保护提出更高要求。纳芯微发布110V半桥GaN驱动芯片NSD2123。该产品专为增强型E-mode GaN HEMT驱动优化设计,适用于电源模块、同步整流、机器人、光储等领域,以及Buck、Boost、LLC、HSC等开关电源拓扑。针对半桥拓扑中的动态栅极过压、桥臂中点负压、高dv/dt干扰和误导通等问题,NSD2123通过智能自举充电控制、Split Output驱动架构和内置有源米勒钳位,帮助客户提升高频开关场景下的驱动可靠性。  目前,纳芯微已面向服务器PSU及二级电源应用提供驱动、隔离芯片、MCU等产品,部分产品已在国内外服务器电源客户中量产出货。2025年,纳芯微泛能源收入达约18亿元,同比增长约84%。  智能终端  展示线性位置、温湿度与压力传感器  拓展消费电子与白电感知应用  在智能终端领域,白电与消费电子产品对状态感知、人机交互和运行判断提出更高要求。纳芯微展示线性位置、温湿度与液位检测传感器产品组合。  其中,MT911x 与 MT912x 系列线性位置传感器具备±20mV失调电压与±1.5%线性度误差,可用于手持云台、游戏手柄、磁轴键盘、3D 打印机等设备中的线性位置与角度检测。NST113x系列高精度低功耗数字温度传感器采用0.75mm × 0.75mm DSBGA(4) CSP超小尺寸封装,具备±0.1℃(max)常温测温精度和超低功耗特性,可用于可穿戴设备、医疗电子等场景的温度监测。NSPGD1 表压传感器采用 MEMS 表压检测方式,支持模拟比例输出、I²C 数字输出及频率输出,可用于洗衣机、洗碗机等液位检测场景,支持用水控制、补水保护和运行状态判断。  应用创新  以技术与市场双轮驱动,完善数模混合芯片产品组合  面对客户系统设计复杂度提升,客户需要的不只是单颗芯片性能,也更加关注系统适配、可靠量产和长期支持。纳芯微坚持技术与市场双轮驱动,围绕客户系统需求推进产品定义与产品组合协同。  目前,公司已形成覆盖传感器、信号链、隔离、接口、功率驱动、电源管理和 MCU 的数模混合芯片产品组合,可支持客户在感知、传输、控制、驱动和供电等环节的设计需求。同时,公司将重点应用中的产品定义与量产经验沉淀至技术平台、质量体系与客户支持体系中,持续提升产品导入、系统适配与长期量产支持的可控性。  纳芯微已获得 TÜV 莱茵 ISO 26262 ASIL D “Defined-Practiced” 功能安全流程认证,相关支持场所通过 IATF 16949 认证。  展台与论坛信息  展台信息:2026 慕尼黑上海电子展期间,纳芯微将在上海新国际博览中心 N4 馆 621 号展台,展示面向汽车电子、泛能源与智能终端应用的多款产品和系统解决方案。  论坛演讲:展会同期,纳芯微产品经理张炎将出席 2026 国际电机驱动与控制技术论坛,并发表主题演讲“纳芯微 NSSine™ 系列实时控制 MCU/DSP——产品核心性能和生态解析”。  演讲时间:2026 年 7 月 2 日 14:30—15:00  演讲地点:上海新国际博览中心 N3 馆现场论坛区(N3.379 展位)  欢迎各位莅临纳芯微展台及论坛现场交流!
2026-07-02 15:16 阅读量:181
纳芯微丨智能自举充电控制赋能高可靠性GaN驱动,推出110V半桥驱动芯片NSD2123
  随着AI算力需求爆发,GaN器件在AI数据中心电源的渗透率正加速提升,以突破功率密度瓶颈;与此同时,机器人关节驱动、光储、Class D音频等领域也对高效紧凑的电源方案提出需求,共同推动GaN技术从消费快充迈向泛工业市场。GaN器件凭借低损耗、高开关频率等优势,已成为新一代电源设计的核心选择,而其价值释放离不开专用驱动芯片的精准适配。  在此背景下,纳芯微全新推出110V半桥GaN驱动芯片NSD2123,具备智能自举充电控制、桥臂中点耐负压和抗干扰能力强、内置有源米勒钳位等特点,广泛适用于电源模块、同步整流、机器人、光储、音频功放等领域,以及Buck、Boost、LLC、HSC等各类硬开关或软开关拓扑。  产品特性  专为增强型E mode GaN HEMT驱动优化  采用自举开关代替自举二极管,消除自举电容压降  自举开关采用智能充电控制,避免GaN第三象限导通时自举电容被过充  HS耐压范围:-10V~110V  HS dv/dt抑制能力100V/ns  推荐供电范围4.5V~5.5V  HI/LI输入支持TTL逻辑电平  3A/5A峰值驱动电流,并且内置有源米勒钳位  灌电流/拉电流输出引脚分开,可独立调节开通、关断速度  典型值10ns最小输入脉宽  典型值17ns输入输出传输延时  典型值1ns HO/LO传输延时失配  典型值6ns上升时间(1nF 负载)  典型值4ns下降时间(1nF 负载)  封装:2mm*2mm WLCSP、2mm*2mm LGA  工作结温范围:-40℃~150℃  NSD2123功能框图  智能充电控制,  消除自举过压风险  GaN器件没有传统硅MOSFET的体二极管,而是依靠第三象限导通实现续流。在半桥拓扑中,死区时间内下管续流会使HS节点出现负压,传统自举供电方式可能导致自举电容过充,增加高边GaN栅极过压风险,影响系统长期运行可靠性。  GaN/Si MOSFET/IGBT 导通和续流特性对比  针对这一挑战,NSD2123采用智能自举充电控制,仅在低边GaN导通期间开启自举充电路径,在死区时间自动停止充电,从而有效避免自举电容过充,降低高边GaN栅极过压风险,为GaN应用提供更加可靠的驱动方案。  同时,NSD2123采用MOSFET替代传统自举二极管作为充电通路,大幅降低自举充电路径压降,使高边GaN能够获得接近VDD的驱动电压,在保证可靠驱动的同时进一步降低导通损耗,充分释放GaN器件的高效率优势。  兼顾耐负压与抗干扰能力,  契合高频、高速应用  由于GaN器件的高速开关特性,在各类应用中容易引起桥臂中点的负压振荡现象,特别是在电机短路等大电流关断的应用场景下,桥臂中点的负压震荡最低可达-10V左右,如果GaN半桥驱动芯片设计不当,可能导致闩锁或误触发,影响系统稳定运行。  桥臂中点产生负压震荡的机理  针对这一挑战,NSD2123通过专门强化的电路工艺,可以实现瞬态-10V的桥臂中点耐负压能力,从而避免发生闩锁问题。此外,通过对内部level shifter电路的特殊设计,可以实现100V/ns的dv/dt抑制能力,充分释放GaN高频、高速开关性能。  驱动输出独立调节,内置有源米勒钳位,  降低误导通风险  GaN器件对栅极驱动电压和开关速度更加敏感,传统驱动方案通常需要借助外部二极管实现开通、关断速度的独立调节,但二极管压降会降低GaN栅极驱动电压影响导通损耗,或增加关断状态下的误导通风险。  GaN采用Split Output驱动芯片方案  NSD2123采用Split Output驱动架构,无需额外串联二极管,即可分别调节GaN器件的开通和关断速度。此外,NSD2123提供3A拉电流、5A灌电流峰值驱动能力,即使在多颗GaN并联应用中也能实现快速稳定驱动;内置有源米勒钳位,进一步增强关断期间的栅极下拉能力,有效降低误导通风险,提升系统可靠性。  封装与选型  纳芯微110V半桥GaN驱动芯片NSD2123提供WLCSP及LGA两种2mm*2mm小尺寸封装,进一步咨询NSD2123产品及申请样片,可邮件sales@novosns.com;更多产品信息、技术资料敬请访问www.novosns.com。
2026-06-30 09:24 阅读量:194
纳芯微丨双奖加冕!PrimeDrive™赋能高可靠电驱系统
  • 一周热料
  • 紧缺物料秒杀
型号 品牌 询价
BD71847AMWV-E2 ROHM Semiconductor
TL431ACLPR Texas Instruments
MC33074DR2G onsemi
RB751G-40T2R ROHM Semiconductor
CDZVT2R20B ROHM Semiconductor
型号 品牌 抢购
ESR03EZPJ151 ROHM Semiconductor
IPZ40N04S5L4R8ATMA1 Infineon Technologies
BU33JA2MNVX-CTL ROHM Semiconductor
TPS63050YFFR Texas Instruments
BP3621 ROHM Semiconductor
STM32F429IGT6 STMicroelectronics
热门标签
ROHM
Aavid
Averlogic
开发板
SUSUMU
NXP
PCB
传感器
半导体
相关百科
关于我们
AMEYA360微信服务号 AMEYA360微信服务号
AMEYA360商城(www.ameya360.com)上线于2011年,现 有超过3500家优质供应商,收录600万种产品型号数据,100 多万种元器件库存可供选购,产品覆盖MCU+存储器+电源芯 片+IGBT+MOS管+运放+射频蓝牙+传感器+电阻电容电感+ 连接器等多个领域,平台主营业务涵盖电子元器件现货销售、 BOM配单及提供产品配套资料等,为广大客户提供一站式购 销服务。

请输入下方图片中的验证码:

验证码