NESY038C January   2021  – February 2024 AMC1300 , AMC1302 , AMC1302-Q1 , AMC1305M25-Q1 , AMC1311 , AMC1311-Q1 , AMC131M03-Q1 , AMC1336 , AMC1336-Q1 , AMC1350 , AMC1411 , AMC3301 , AMC3301-Q1 , AMC3330 , AMC3330-Q1 , AMC3336 , AMC3336-Q1 , ISOW1044 , ISOW1412 , ISOW7741 , ISOW7840 , ISOW7841 , ISOW7841A-Q1 , ISOW7842 , ISOW7843 , ISOW7844 , UCC12040 , UCC12041-Q1 , UCC12050 , UCC12051-Q1 , UCC14130-Q1 , UCC14131-Q1 , UCC14140-Q1 , UCC14141-Q1 , UCC14240-Q1 , UCC14241-Q1 , UCC14340-Q1 , UCC14341-Q1 , UCC15240-Q1 , UCC15241-Q1 , UCC21222-Q1 , UCC21530-Q1 , UCC21540 , UCC21710-Q1 , UCC21750-Q1 , UCC23513 , UCC25800-Q1 , UCC5870-Q1

 

  1.   1
  2.   概覽
  3.   摘要
  4.   什麼是電氣隔離?
  5.   高壓電隔離問題
  6.   隔離方式
    1.     光隔離
    2.     電容性隔離
    3.     磁隔離
    4.     在縮減解決方案尺寸和成本的同時,需可靠地實現隔離需求
    5.     EV 應用
    6.     電網基礎架構應用
    7.     工廠自動化應用
    8.     馬達驅動應用
  7.   結論
  8.   其他資源

工廠自動化應用

可編程邏輯控制器 (PLCs) 會處理透過隔離器從感測器或發射器傳送至微控制器 MCU 的資料。由於電場側電壓通常為 24 V,基本隔離即足夠中斷接地迴路。對多數低電壓 PLC 應用來說,100 VRMS 至 500 VRMS 工作電壓及 2.5 kVRMS 隔離電壓便已足夠。沿面距離與電氣間隙較小的封裝較適合這類空間有限的應用。

雙通道 24-V 至 60-V ISO1212 數位輸入接收器的設計旨在協助簡化和改善 PLC 數位輸入設計,其方式是結合準確的電流限制、保護電路及隔離在一個封裝中,以縮減零組件數量並提升效能。同時,透過整合長使用壽命 SiO2 隔離層和降低系統電路板溫度來提升可靠性。

Sub 1-W、16 通道、隔離式數位輸入模組參考設計旨在使用小於 1-W 的總輸入功率的同時,能承受符合 IEC 6100-4-2 標準的靜電放電、電快速瞬變和浪湧事件。每個通道可承受高達 ±60 V 的輸入電壓。

圖 13 中顯示的 PLC 數位輸入模組中,串聯器與隔離器電場側需要 5-V 或 3.3-V 電源。從 MCU 側提供所需偏壓的隔離式電源供應器或具備整合式電源供應器的數位隔離器,可省去在電場側使用獨立電源供應器的需求。PLC 類比輸入模組透過類比輸入前端處理訊號,經由數位隔離器如 ISO7741,然後輸入 MCU。

GUID-20220504-SS0I-TNR1-FPNN-RXP1LSDDSLDZ-low.svg 圖 13 PLC 數位輸入模組與隔離資料和功率。

工廠自動化的另一項挑戰牽涉到現場傳送器的隔離。由於整個系統的供應電流為 4 mA 至 20 mA,因此零刻度值設定了系統的最大預算,通常小於 3.3 mA。

以往隔離解決方案在每一通道的功耗從 500 µA 到 1 mA 不等,迫使設計人員必須盡量減少穿過隔離層的通訊線路數量,或是須減緩數據傳輸速度。ISO7041 家族系列整合了二到四個超低功耗數位隔離器通道於小型封裝中,同時提供每通道低至 3.5 μA 的功耗、高達 4 Mbps 的資料傳輸速率、–55°C 至 125°C 的溫度範圍,以及 TI 的 SiO2 絕緣電介質的穩定性和可靠性優勢。適用於低功耗應用的隔離式電源和數據介面參考設計顯示在 4-mA 至 20-mA 發射器應用中的 ISO7041。