DÜSSELDORF — Toshiba Electronics Europe ha ampliato la famiglia di isolatori digitali standard DCL34xx0B con quattro componenti a quattro canali destinati all’automazione industriale, non alla linea automobilistica DCM. Il punto di forza è pratico: corrente tipica di 0,2 mA per canale, velocità dati fino a 25 Mbps e intervallo operativo da −40 °C a +125 °C in un package SSOP16.

Questa combinazione è pensata per le schede che si trovano effettivamente tra la logica e un impianto rumoroso: I/O di controllori logici programmabili, interfacce per sensori e attuatori, azionamenti per motori, inverter e alimentatori switching. Qui l’isolamento non è una semplice voce di catalogo. Un silicio più veloce sulla stessa scheda aumenta i transitori di modo comune; una barriera di isolamento inadeguata è il modo in cui un rimbalzo di massa su un azionamento diventa un falso intervento su un ingresso PLC.

La famiglia Toshiba DCL34xx0B: isolatori a quattro canali con accoppiamento magnetico in SSOP16 per schede di I/O e controllo industriali.

Cosa cambia realmente con i quattro nuovi codici

I nuovi dispositivi completano le configurazioni dei canali che la serie non copriva ancora. DCL340L0B e DCL340H0B sono componenti con quattro canali diretti e nessun canale inverso (4:0), per collegamenti digitali unidirezionali. DCL342L0B e DCL342H0B sono componenti con due canali diretti e due inversi (2:2), per collegamenti bidirezionali. Si affiancano ai già disponibili DCL341L0B / DCL341H0B, che adottano una configurazione 3:1 adatta a clock e dati in stile SPI.

Il suffisso L/H indica la logica predefinita dell’uscita — bassa o alta — quando l’ingresso non è definito all’accensione o viene lasciato flottante. È il tipo di dettaglio a livello di pin che determina se una linea di reset provoca un glitch sull’abilitazione di un azionamento nei primi millisecondi dopo l’applicazione dei 24 V.

Parametri di isolamento importanti su una scheda con guida DIN

Tutti e quattro i componenti sono specificati per una tensione di isolamento minima di 3.000 Vrms (un minuto) e un’immunità minima ai transitori di modo comune di 30 kV/μs. L’intervallo di alimentazione è compreso tra 2,25 V e 5,5 V su entrambi i lati della barriera, quindi lo stesso isolatore può essere collocato tra un MCU a 3,3 V e un traslatore sul lato di campo a 5 V senza un secondo regolatore dedicato al dispositivo di accoppiamento.

Toshiba utilizza un isolamento con accoppiamento magnetico — matrici di modulazione e demodulazione sovrapposte con uno strato isolante, con i segnali che attraversano la barriera sotto forma di campo magnetico — invece di una coppia LED/fotodiodo. L’azienda continua a vendere fotocoppiatori; la linea di isolatori digitali è la risposta quando i progettisti desiderano una corrente a riposo inferiore e una durata prevista maggiore rispetto a un LED soggetto a invecchiamento. Toshiba indica 0,2 mA tipici per canale, calcolati dalla corrente operativa a 1 Mbps (IDD1 + IDD2) divisa per quattro canali a 3,3 V e 25 °C. A 25 Mbps le correnti aumentano, come è normale: per i componenti 4:0 Toshiba indica circa 6,7 mA tipici sul primario e 5,4 mA tipici sul secondario nelle condizioni di test a 25 Mbps. Il ritardo di propagazione è di 52 ns al massimo a 3,3 V.

Questi valori non impressioneranno la scheda tecnica di un isolatore da 150 Mbps. Sono pensati per collegamenti industriali a velocità media — SPI, UART e banchi GPIO su una scheda PLC o per inverter — dove 25 Mbps sono sufficienti e il calore all’interno di un armadio chiuso è un fattore da considerare.

Il posizionamento della famiglia

DCL34xx0B è la serie compatta di isolatori industriali di Toshiba. I componenti industriali a velocità più elevata restano nelle famiglie DCL54xx01A e DCL52xx00; i componenti qualificati per il settore automobilistico sono DCM34xx01 e DCM32xx00. Le aggiunte di agosto non introducono una nuova tecnologia di isolamento. Offrono ai progettisti di I/O configurazioni 4:0 e 2:2 nello stesso SSOP16 (4,9 × 6,0 × 1,75 mm) che già ospita i dispositivi 3:1 adatti allo SPI, permettendo a una famiglia di schede di condividere la stessa impronta mentre lo schema elettrico modifica la direzione dei canali.

Per i produttori di sistemi di controllo che progettano I/O isolati su sistemi PLC e PAC, la domanda utile non è se l’isolamento sia necessario — lo è — ma se la configurazione dei canali, la logica predefinita e il CMTI siano compatibili con i transitori già generati dall’azionamento adiacente o dal campo a 24 V.