Toshiba rozszerza ofertę izolatorów cyfrowych dla automatyki przemysłowej
Toshiba Electronics Europe dodała cztery czterokanałowe izolatory cyfrowe DCL34xx0B do automatyki przemysłowej, łączące typowy pobór prądu 0,2 mA na kanał z szybkością transmisji danych 25 Mb/s i p...
DÜSSELDORF — Toshiba Electronics Europe rozszerzyła standardową rodzinę izolatorów cyfrowych DCL34xx0B o cztery układy czterokanałowe przeznaczone do automatyki przemysłowej, a nie do motoryzacyjnej serii DCM. Ich praktyczne zalety to typowy prąd 0,2 mA na kanał, szybkość transmisji danych do 25 Mb/s oraz zakres temperatury pracy od −40°C do +125°C w obudowie SSOP16.
To połączenie parametrów jest przeznaczone do płytek, które faktycznie znajdują się między logiką a zaszumionym środowiskiem przemysłowym — wejść/wyjść sterowników PLC, interfejsów czujników i elementów wykonawczych, napędów silnikowych, falowników oraz zasilaczy impulsowych. Izolacja nie jest tu jedynie pozycją w katalogu. Szybsze układy na tej samej karcie zwiększają szybkość zmian napięcia w trybie wspólnym; pominięcie bariery izolacyjnej może sprawić, że odbicie potencjału masy w napędzie wywoła fałszywe zadziałanie wejścia 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 jednokierunkowymi w przód i żadnym wstecz (4:0), przeznaczone do jednokierunkowych torów cyfrowych. DCL342L0B i DCL342H0B mają po dwa kanały w każdym kierunku (2:2), przeznaczone do łączy dwukierunkowych. Dołączają do dostępnych już układów DCL341L0B / DCL341H0B, wykorzystujących konfigurację 3:1 odpowiednią dla zegarów i danych w układach typu SPI.
Przyrostek L/H określa domyślny stan logiczny wyjścia — niski lub wysoki — gdy stan wejścia jest niezdefiniowany podczas uruchamiania albo wejście pozostaje niepodłączone. To właśnie taki szczegół na poziomie wyprowadzeń decyduje o tym, czy linia resetu wywoła zakłócenie sygnału zezwolenia na pracę napędu w pierwszych milisekundach po pojawieniu się napięcia 24 V.
| Układ | Kanały (w przód:wstecz) | Domyślny stan wyjścia |
|---|---|---|
| DCL340L0B | 4:0 | Niski |
| DCL340H0B | 4:0 | Wysoki |
| DCL342L0B | 2:2 | Niski |
| DCL342H0B | 2:2 | Wysoki |
| DCL341L0B / H0B (istniejące) | 3:1 | Niski / wysoki |
Parametry izolacji istotne na karcie montowanej na szynie DIN
Wszystkie cztery układy określono dla minimalnego napięcia izolacji 3000 Vrms przez jedną minutę oraz minimalnej odporności na przejściowe zakłócenia w trybie wspólnym wynoszącej 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 po stronie obiektowej 5 V, bez konieczności stosowania dodatkowego regulatora wyłącznie na potrzeby izolatora.
Toshiba stosuje izolację ze sprzężeniem magnetycznym — układy modulacji i demodulacji są ułożone warstwowo z warstwą izolacyjną, a sygnały przechodzą w postaci pola magnetycznego — zamiast pary LED/fotodioda. Firma nadal sprzedaje transoptory; linia izolatorów cyfrowych jest odpowiedzią na potrzeby projektantów, którzy oczekują niższego prądu spoczynkowego i dłuższej perspektywy eksploatacji niż w przypadku starzejącej się diody LED. Toshiba podaje typowy prąd 0,2 mA na kanał na podstawie prądu pracy przy 1 Mb/s (IDD1 + IDD2), podzielonego przez cztery kanały przy napięciu 3,3 V i temperaturze 25°C. Przy 25 Mb/s prądy rosną, jak muszą: dla układów 4:0 Toshiba podaje około 6,7 mA po stronie pierwotnej i 5,4 mA po stronie wtórnej w typowych warunkach swojego testu przy 25 Mb/s. Maksymalne opóźnienie propagacji przy napięciu 3,3 V wynosi 52 ns.
Parametry te nie zrobią wrażenia na karcie katalogowej izolatora 150 Mb/s. Są przeznaczone do przemysłowych łączy o średniej szybkości — SPI, UART i banków GPIO na kartach PLC lub falowników — gdzie 25 Mb/s wystarcza, a odprowadzanie ciepła w zamkniętej szafie ma znaczenie.
Miejsce tej rodziny w ofercie
DCL34xx0B to kompaktowa przemysłowa seria izolatorów firmy Toshiba. Szybsze układy przemysłowe nadal znajdują się w seriach DCL54xx01A i DCL52xx00, a układy kwalifikowane do zastosowań motoryzacyjnych — w seriach DCM34xx01 i DCM32xx00. Sierpniowe uzupełnienia nie wprowadzają nowej fizyki izolacji. Zapewniają 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 układu wyprowadzeń, a zmieniać trzeba jedynie kierunek kanałów w schemacie.
Dla producentów sterowników projektujących izolowane układy 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, które sąsiedni napęd lub obwód obiektowy 24 V już generuje.