DÜSSELDORF — Toshiba Electronics Europe rozszerzyła standardową rodzinę izolatorów cyfrowych DCL34xx0B o cztery układy czterokanałowe przeznaczone do automatyki przemysłowej, a nie do samochodowej linii DCM. Ich najważniejsze parametry to typowy prąd 0,2 mA na kanał, szybkość transmisji danych do 25 Mbps oraz zakres temperatury pracy od −40 °C do +125 °C w obudowie SSOP16.

Takie połączenie parametrów jest przeznaczone do płytek, które rzeczywiście znajdują się między układami logicznymi a zaszumioną instalacją przemysłową — wejść/wyjść sterowników programowalnych, interfejsów czujników i elementów wykonawczych, napędów silnikowych, falowników oraz zasilaczy impulsowych. Izolacja nie jest tu tylko pozycją w katalogu. Szybsze układy scalone na tej samej karcie zwiększają szybkość zmian napięcia w trybie wspólnym; naruszenie bariery izolacyjnej może sprawić, że odbicie masy w napędzie wywoła fałszywe zadziałanie wejścia sterownika PLC.

Rodzina Toshiba DCL34xx0B: czterokanałowe izolatory ze sprzężeniem magnetycznym w obudowie SSOP16, przeznaczone do przemysłowych układów wejścia/wyjścia i sterowania.

Co faktycznie zmieniają cztery nowe numery katalogowe

Nowe układy uzupełniają konfiguracje kanałów, których dotąd brakowało w tej serii. DCL340L0B i DCL340H0B to układy z czterema kanałami w kierunku do przodu i zerem w kierunku przeciwnym (4:0), przeznaczone do jednokierunkowych połączeń cyfrowych. DCL342L0B i DCL342H0B mają po dwa kanały w każdym kierunku (2:2), dzięki czemu nadają się do łączy dwukierunkowych. Dołączają do dostępnych już układów DCL341L0B / DCL341H0B, wykorzystujących konfigurację 3:1 odpowiednią dla zegara i danych w układach typu SPI.

Przyrostek L/H określa domyślny stan logiczny wyjścia — niski lub wysoki — gdy stan wejścia jest nieokreślony podczas uruchamiania albo wejście pozostaje niepodłączone. To szczegół na poziomie wyprowadzeń, który decyduje o tym, czy linia resetu nie wywoła zakłócenia sygnału zezwolenia na pracę napędu w pierwszych milisekundach po pojawieniu się napięcia 24 V.

Parametry izolacji istotne na karcie montowanej na szynie DIN

Wszystkie cztery układy mają określone minimalne napięcie izolacji 3000 Vrms (przez jedną minutę) oraz minimalną odporność na przejściowe zakłócenia w trybie wspólnym na poziomie 30 kV/μs. Zakres napięcia zasilania po obu stronach bariery wynosi od 2,25 V do 5,5 V, dzięki czemu ten sam izolator może znajdować się między mikrokontrolerem 3,3 V a konwerterem strony obiektowej 5 V bez konieczności stosowania dodatkowego stabilizatora wyłącznie dla układu sprzęgającego.

Toshiba wykorzystuje izolację ze sprzężeniem magnetycznym — układy modulacji i demodulacji umieszczone po obu stronach warstwy izolacyjnej, z sygnałami przechodzącymi w postaci pola magnetycznego — zamiast pary LED/fotodioda. Firma nadal sprzedaje transoptory; linia izolatorów cyfrowych jest odpowiedzią na potrzeby projektantów oczekujących niższego prądu spoczynkowego i dłuższej żywotności niż w przypadku starzejącej się diody LED. Toshiba podaje typowy prąd 0,2 mA na kanał, obliczony jako prąd roboczy przy 1 Mbps (IDD1 + IDD2) podzielony przez cztery kanały przy napięciu 3,3 V i temperaturze 25 °C. Przy 25 Mbps prądy rosną, co jest naturalne: dla układów 4:0 Toshiba podaje około 6,7 mA po stronie pierwotnej i 5,4 mA po stronie wtórnej w typowych warunkach testowych przy 25 Mbps. Maksymalne opóźnienie propagacji wynosi 52 ns przy napięciu 3,3 V.

Parametry te nie zrobią wrażenia na karcie katalogowej izolatora 150 Mbps. Są przeznaczone do przemysłowych łączy o średniej szybkości — SPI, UART oraz banków GPIO na kartach sterowników PLC lub falowników — gdzie 25 Mbps wystarcza, a ograniczenie ilości ciepła w zamkniętej szafie ma znaczenie.

Miejsce tej rodziny w ofercie

DCL34xx0B to kompaktowa seria izolatorów przemysłowych firmy Toshiba. Szybsze układy przemysłowe nadal należą do rodzin DCL54xx01A i DCL52xx00, natomiast układy kwalifikowane do zastosowań motoryzacyjnych to DCM34xx01 i DCM32xx00. Sierpniowe rozszerzenie nie wprowadza nowej technologii fizycznej izolacji. Daje projektantom układów wejścia/wyjścia konfiguracje 4:0 i 2:2 w tej samej obudowie SSOP16 (4,9 × 6,0 × 1,75 mm), w której znajdują się już układy 3:1 przyjazne dla SPI, dzięki czemu rodzina płytek może korzystać ze wspólnego obrysu, a zmieniać jedynie kierunek kanałów w schemacie.

Dla producentów systemów sterowania, projektujących izolowane wejścia/wyjścia w systemach PLC i PAC, istotne pytanie nie brzmi, czy izolacja jest wymagana — bo jest — lecz czy konfiguracja kanałów, domyślny stan logiczny i odporność CMTI odpowiadają zakłóceniom wytwarzanym już przez sąsiadujący napęd lub obwód obiektowy 24 V.