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德州仪器深入解读“隔离数字输入”与“数字隔离器”

2019-06-27 11:47 消息来源:德州仪器

北京2019年6月27日 /美通社/ -- 虽然隔离数字输入和数字隔离器听起来很相似,但实际上它们之间存在一些显著差异。近日,德州仪器深入解读“隔离数字输入”与“数字隔离器”,以便更好地分辨出两个隔离功能之间的区别。

内部结构

数字隔离器充当提供电流隔离数字信号路径的基本(或通常是加强型)功能。来自德州仪器 (TI) 的隔离结构是电容性的,其绝缘屏障由互补的金属氧化物半导体 (CMOS) 工艺技术构建的两个高压电容器组成。高频载波通过隔离栅从初级侧到次级侧通信,而TI的数字隔离器能够承受高达12.8 kV的施加浪涌电压和1.5 kV的工作电压,而不会破坏双电容屏障。数字隔离器的一个关键组件是基本或加强型隔离电压。

图1:数字隔离器
图1:数字隔离器

隔离数字输入充当提供从传感器输入或其他输入类型到主机控制器接口的逻辑输出的电流隔离的基本功能。与数字隔离器不同,隔离数字输入的输入级包括用户设置输入阈值和集成电流限制,允许9V至60V范围内的输入电压转换为逻辑输出。在最简单的形式中,隔离数字输入用作隔离比较器,具有一些易于设计的附加功能。

使用差异

数字隔离器通常用于信号路径中的模数转换器 (ADC) 或数据采集转换器与主机控制器或微控制器 (MCU) 之间。数字隔离器也常见于给定系统的隔离电源功能中。

隔离数字输入专门设计为数字输入接收器,用于可编程逻辑控制 (PLC) 、电机控制和电网应用,以实现场侧输入和主机控制器之间的接口。隔离数字输入是面向场侧输入,可轻松配置用于汇和源应用。集成电流限值可在较高输入电压环境下最大限度地降低输入的热分布,并通过简易外部电阻设置,以符合国际电工委员会 (IEC) 61131-2的I、II或III型开关。附加电阻设置输入电压阈值;可使用在线计算器轻松选择电阻。

电源差异

数字隔离器需要初级和次级侧电源。在图2中,隔离电源为ADC以及连接ADC的数字隔离器的“场侧”供电。

图2:ISO7741隔离MCU和ADC通信
图2:ISO7741隔离MCU和ADC通信

隔离数字输入仅需要次级侧电源。在ISO1211(图3)和ISO1212隔离数字输入中,场侧由输入供电,因此无需场侧电源。与其他分立解决方案相比,此方案更易于前端设计。

图3:ISO1211配置为PLC数字输入模块
图3:ISO1211配置为PLC数字输入模块

型隔离数字输入是TI诸多创新方式中的一个示例。TI正使得全球强大、可靠的隔离解决方案变得更容易,更高效。

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