ДЮССЕЛЬДОРФ — Toshiba Electronics Europe расширила стандартную серию цифровых изоляторов DCL34xx0B четырьмя четырёхканальными компонентами, предназначенными для промышленной автоматизации, а не для автомобильной линейки DCM. Основные характеристики ориентированы на практическое применение: типичный ток 0,2 мА на канал, скорость передачи данных до 25 Мбит/с и рабочий диапазон от −40 °C до +125 °C в корпусе SSOP16.

Такое сочетание параметров предназначено для плат, которые действительно находятся между логикой и зашумлённым промышленным оборудованием: ввода-вывода программируемых логических контроллеров, интерфейсов датчиков и исполнительных механизмов, приводов двигателей, инверторов и импульсных источников питания. Гальваническая развязка здесь не просто пункт в каталоге. Более быстрые микросхемы на той же плате повышают уровень синфазных переходных помех; нарушение изоляционного барьера может превратить скачок потенциала земли в приводе в ложное срабатывание входа ПЛК.

Серия Toshiba DCL34xx0B: четырёхканальные изоляторы с магнитной связью в корпусе SSOP16 для промышленных плат ввода-вывода и управления.

Что именно меняют четыре новых номера компонентов

Новые устройства закрывают конфигурации каналов, которых ранее не хватало в этой серии. DCL340L0B и DCL340H0B — компоненты с четырьмя прямыми и нулём обратных каналов (4:0) для однонаправленных цифровых линий. DCL342L0B и DCL342H0B — компоненты с двумя прямыми и двумя обратными каналами (2:2) для двунаправленных соединений. Они дополняют уже выпускаемые DCL341L0B / DCL341H0B с конфигурацией 3:1, подходящей для тактовых и информационных линий в схемах типа SPI.

Суффикс L/H обозначает уровень логики на выходе по умолчанию — низкий или высокий, — когда вход неопределён при включении питания или оставлен плавающим. Именно такие детали на уровне выводов определяют, вызовет ли линия сброса кратковременное включение привода в первые миллисекунды после подачи напряжения 24 В.

Параметры изоляции, важные для платы на DIN-рейке

Все четыре компонента рассчитаны на минимальное напряжение изоляции 3 000 В (среднеквадратичное значение, 1 минута) и минимальную устойчивость к синфазным переходным помехам 30 кВ/мкс. Диапазон напряжения питания составляет от 2,25 до 5,5 В с обеих сторон барьера, поэтому один и тот же изолятор можно установить между микроконтроллером с напряжением 3,3 В и преобразователем сигналов полевой стороны с напряжением 5 В — без отдельного стабилизатора только для изолятора.

Toshiba использует гальваническую развязку на основе магнитной связи: кристаллы модуляции и демодуляции размещены друг над другом и разделены изоляционным слоем, а сигналы проходят в виде магнитного поля. Это отличается от пары светодиод/фотодиод. Компания по-прежнему выпускает оптопары, однако линейка цифровых изоляторов предназначена для разработчиков, которым нужны меньший ток покоя и более длительный срок службы по сравнению со стареющим светодиодом. Toshiba указывает типичный ток 0,2 мА на канал на основе рабочего тока при скорости 1 Мбит/с (IDD1 + IDD2), разделённого на четыре канала при напряжении 3,3 В и температуре 25 °C. При скорости 25 Мбит/с ток возрастает, как и должен: для компонентов 4:0 Toshiba указывает примерно 6,7 мА на первичной стороне и 5,4 мА на вторичной стороне в типовых условиях испытаний при 25 Мбит/с. Максимальная задержка распространения сигнала при напряжении 3,3 В составляет 52 нс.

Эти показатели не впечатлят разработчиков, работающих с изоляторами на 150 Мбит/с. Однако они рассчитаны на промышленные линии средней скорости — SPI, UART и группы GPIO на платах ПЛК или инверторов, — где 25 Мбит/с достаточно, а нагрев внутри герметичного шкафа нежелателен.

Место серии в ассортименте

DCL34xx0B — компактная серия промышленных изоляторов Toshiba. Более скоростные промышленные компоненты входят в серии DCL54xx01A и DCL52xx00, а компоненты с автомобильной квалификацией — в серии DCM34xx01 и DCM32xx00. Августовские новинки не предлагают новую физику изоляции. Они предоставляют разработчикам систем ввода-вывода конфигурации 4:0 и 2:2 в том же корпусе SSOP16 (4,9 × 6,0 × 1,75 мм), в котором уже выпускаются устройства 3:1, оптимизированные для SPI. Благодаря этому семейство плат может использовать одну и ту же посадочную площадку, меняя в схеме только направление каналов.

Для производителей систем управления, проектирующих изолированный ввод-вывод в составе систем ПЛК и PAC, вопрос заключается не в том, нужна ли изоляция — нужна, — а в том, соответствуют ли конфигурация каналов, логика по умолчанию и показатель CMTI переходным помехам, которые уже создаются соседним приводом или полевой системой 24 В.