华为、戴尔服务器电源都在用的数字隔离芯片，你还不来看看

前言

在开关电源中，光耦隔离的使用最为广泛。光耦隔离可以单向传输信号，通过光电转换的形式完成初次级隔离，来避免次级侧敏感元件受到干扰。但光耦隔离驱动存在共模干扰抑制能力较差、隔离性能与可靠性不够高、传输延时较长、驱动器损耗高等缺点，难以满足当今功率日益剧增的开关电源应用。

而数字隔离芯片同样实现初次级隔离，有效地避免电路中的信号干扰，非常适合需要高精度、高可靠性的高功率电源场景。数字隔离器在传输性能上与光耦隔离相比也更高，数字隔离器的传输延迟和偏移更小，信号在传输过程中能够保持更高的完整性和准确性。另外与传统的光耦隔离技术相比，由于其内部采用先进的数字信号处理技术，使得它在面对外界环境变化时，都能保持稳定不易受到这些因素的干扰，长期稳定性更高。

数字隔离芯片在服务器电源中的应用

充电头网通过拆解了解到，戴尔以及华为几款服务器电源通过内置数字隔离芯片来替代光耦隔离。文中出现的芯片参数如图，详细情况小编将在下文为您详细介绍。

文中案例不分先后，按品牌首字母顺序排列。

戴尔495W白金牌服务器电源

戴尔这款服务器电源大约为2014年以后生产，为12V输出，输出电流为41.25A，最大输出功率为495W，通过了80 PLUS 白金标准，由台达电子代工。另外这款电源提供12V待机电源，输出电流为3A。电源为砖块造型，采用PCB金手指连接器。

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内置数字隔离芯片案例

思佳讯Si8641BD

思佳讯Si8641BD是一颗低功耗四通道数字隔离器，与传统的光耦隔离技术相比，在数据传输速率、传播延迟、功耗、尺寸、可靠性和外部BOM方面具有一定的优势。支持150Mbps传输速率，工作电压为2.5V~5.5V，采用SOIC-16封装。

华为3000W钛金牌氮化镓电源

华为PAC3000S12-T1服务器电源采用常见的板砖造型，支持快拆设计。电源输入端设有散热风扇和拉手，在输出端设有金手指。电源为单12V输出，输出规格为12.3V 243.9A，计算输出功率为3000W。

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内置数字隔离芯片案例

纳芯微NSi8120N0

纳芯微NSi8120N0是一颗高可靠性双通道数字隔离器进行驱动隔离，芯片支持150Mbps传输速率，支持2.5-5.5V工作电压，具备低功耗、高电磁抗扰度特性，提供SOIC-8以及SOIC-16两种封装形式。

纳芯微NSi8141W0

纳芯微NSi8141W0是一颗高可靠性四通道数字隔离器，芯片支持150Mbps传输速率，支持2.5-5.5V工作电压，具备高电磁抗扰度和低功耗特性，提供SOP16以及SOW16两种封装形式。

华为3000W氮化镓服务器电源

华为TMN1APSU电源模块采用短身金属外壳，通过螺丝装配固定。电源前端设有C20接口用于交流电源输入，并设有两个散热风扇和拉手。电源输出侧为金手指，通过设备内部的连接器连接供电。电源输出规格为53.5V 56.1A，总输出功率为3000W。

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内置数字隔离芯片案例

纳芯微NSi8100N

纳芯微NSi8100N是一颗高可靠性双通道数字隔离芯片，具备高电磁抗扰度和低功耗特性，数据传输速率高达150Mbps，提供SOIC-8以及SOIC-16两种封装形式。

纳芯微NSi8141W0

纳芯微NSi8141W0的有关信息上文有提到，这里便不再赘述。

充电头网总结

数字隔离芯片在服务器电源中的应用，标志着电源行业迈向了更为可靠和高效的新阶段。与传统的光耦隔离相比，数字隔离芯片在传输性能、稳定性和可靠性等方面都表现出显著优势。数字隔离器能够提供更高的传输速率和更低的传输延迟，确保了信号的高完整性和准确性。溶蚀在外界环境变化时仍能保持稳定，长期稳定性更高。此外，数字隔离器还具备较低的功耗和高电磁抗扰度特性，能够适应各种复杂电磁环境下的工作需求。

充电头网发现一些知名品牌的服务器电源已经开始采用数字隔离芯片，可见数字隔离芯片在服务器电源中的应用为高功率电源场景带来了新的解决方案，相信随着技术的不断发展和进步，数字隔离芯片将在未来的电源设计中发挥越来越重要的作用，为电源系统的性能和可靠性提供更为可靠的支持。

文中部分资料来自网络，且受案例时效性影响，如有纰漏敬请谅解。

什么是隔离芯片？一文看懂隔离芯片的分类和产品矩阵

隔离芯片是保障电路安全的模拟芯片。隔离芯片属于模拟芯片，是信号链领域的细分产品门类，在电气隔离状态下实现信号的耦合传输。如下图所示，数据信号可以在AB两个区域之间进行传输，同时避免电流在AB两个区域之间流通，确保没有实际的电气连接。在工业、通信、新能源等复杂应用场景下，一个综合的电子系统有众多不同电压等级的子系统，各子系统数据传输时会产生串扰，且高电压也会导致电路安全问题，因此需要通过隔离芯片来实现电气隔离并保证信号传输的准确、稳定、可靠。具体来说，隔离芯片在电子系统里可实现三类功能：

1）安全防护：提升高压电路的安全性，保护电子控制设备和操作人员安全；

2）信息传输：在具有相对较高的电位差的子电路系统之间进行有效通信，即保障强电电路和弱电电路之间信号传输的安全性；

3）抗干扰：去除两个电路之间的接地环路，阻断共模、浪涌等干扰信号的传播，防止电气噪声破坏敏感信号，从提升电磁兼容性。

图1：隔离芯片所处电路位置

图 2：隔离芯片可以通过消除接地环路来降低噪声/EMI（抗干扰性）

图3：隔离芯片在高压电路下可提供安全防护

二、隔离技术简介

隔离技术是一种用于电子系统中的技术，它能够防止系统的两个部分之间的直流干扰，或者防止干扰性交流电流，同时允许信号在这两部分系统之间正常传输。隔离技术在保护操作人员安全、防止高压系统中昂贵的处理器损坏、切断通信网络中的接地回路以及与高端设备通信等方面非常重要。常见的隔离技术包括光耦隔离、磁耦隔离（如变压器隔离）和容耦隔离。

图4：三种隔离技术路线图示

川土微电子的数字隔离器产品采用的是电容隔离技术，特别是全差分隔离电容技术。这种技术使用二氧化硅（SiO2）作为信号绝缘和数字隔离器中使用的电介质，通常使用两个串联的二氧化硅电容器实现高压隔离。与光耦和磁隔离器相比，SiO2提供的介电强度最高，不会因暴露于环境湿度而退化，并且可以有大于100年的隔离寿命。此外，川土微电子的数字隔离器还采用开关键控(OOK)调制解调技术，以保证稳定的数据传输质量。

三、隔离芯片市场

隔离芯片在电路安全方面具备重要作用，广泛应用于汽车电动化、新能源发电、信息通讯、电力自动化、工业自动化、仪器仪表和航天航空等领域。

电动车领域

车载充电器(OBC)、电池管理系统(BMS)、DC/DC转换器、电机控制驱动逆变器、CAN/LIN总线通讯等汽电子系统均需使用隔离芯片。与汽油车相比，新能源汽车的电气化程度更高。出于安规和设备保护的需求，数字隔离类芯片更多地应用于新能源汽车高瓦数功率电子设备中，成为新型电子传动系统和电池系统的关键组件。因此，新能源汽车新增了多种数字隔离类芯片产品的需求。

工业领域

为了保障生产人员的人身安全，必须对高低压之间的信号传输进行隔离以保护操作人员免受电击，该类隔离需求涉及人机交互的各个节点。具体来说，工业自动化系统有多个PLC/DCS节点，每个 PLC/DCS 节点控制一至多个变送器、机械手、变频器、伺服等设备，出于安规需要，上述设备对数字隔离类芯片均有需求。

光伏领域

光伏新增装机量持续提升。随着“碳中和”，“碳达峰”目标的推进，光伏发电作为环保发电方式之一，发展前景广阔。

光伏逆变器中隔离芯片等需求量大。出于安全和可行性考虑，并网PV转换器把获得的直流与交流网相隔离。隔离的作用通常是满足安全法规的要求。电网电压和注入电网的电流必须精确监控。

电网

隔离与接口芯片产品主要用于智能电网中的用电终端、配电终端、继电保护终端等各类型设备中，来实现对电网状态、计量情况等数据的监测和上报。目前隔离芯片在电网中主要应用于断路器，充电桩和智能电表等场景；智能电表主要用数字隔离器，充电桩主要用隔离驱动，数字隔离器和运放，断路器主要用数字隔离器；随着电网智能化进程的推进，应用隔离与接口芯片的终端设备数量的需求量不断增长。

四、川土微隔离器件产品线

上海川土微电子有限公司是一家成立于2016年的专注于高端模拟芯片研发设计与销售的高科技公司，产品涵盖隔离与接口、驱动与电源、高性能模拟三大产品线以及μMiC战略产品（ micro-Module in Chip）。目前产品已广泛应用于工业控制、电源能源、通讯与计算、汽车电子等领域。

图5：川土微电子的产品系列

图6：川土微电子的隔离芯片产品系列

图7：川土微电子产品应用场景

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