Toshiba ขยายกลุ่มผลิตภัณฑ์ดิจิทัลไอโซเลเตอร์สำหรับระบบอัตโนมัติในภาคอุตสาหกรรม

ดึสเซลดอร์ฟ — Toshiba Electronics Europe ขยายตระกูลดิจิทัลไอโซเลเตอร์มาตรฐาน DCL34xx0B ด้วยชิ้นส่วนแบบ 4 ช่องสัญญาณจำนวน 4 รุ่น สำหรับระบบอัตโนมัติในภาคอุตสาหกรรม ไม่ใช่ไลน์ DCM สำหรับยานยนต์ จุดเด่นเน้นการใช้งานจริง ได้แก่ กระแสทั่วไป 0.2 mA ต่อช่องสัญญาณ อัตราข้อมูลสูงสุด 25 Mbps และช่วงอุณหภูมิการทำงาน −40 °C ถึง +125 °C ในแพ็กเกจ SSOP16

คุณสมบัตินี้ออกแบบมาสำหรับแผงวงจรที่อยู่ระหว่างลอจิกกับโรงงานซึ่งมีสัญญาณรบกวนจริง ไม่ว่าจะเป็น I/O ของโปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอร์ อินเทอร์เฟซเซนเซอร์และแอกชูเอเตอร์ ชุดขับมอเตอร์ อินเวอร์เตอร์ และแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง การแยกวงจรไม่ใช่เพียงรายการเช็กในแค็ตตาล็อก ซิลิคอนที่เร็วขึ้นบนการ์ดเดียวกันทำให้เกิดทรานเชียนต์โหมดร่วมสูงขึ้น และการพลาดของแนวกั้นแยกวงจรอาจทำให้กราวด์เด้งในชุดขับกลายเป็นการทริปผิดพลาดที่อินพุต PLC

ตระกูล DCL34xx0B ของ Toshiba: ไอโซเลเตอร์แบบ 4 ช่องสัญญาณที่ใช้การคัปปลิงด้วยสนามแม่เหล็กในแพ็กเกจ SSOP16 สำหรับ I/O อุตสาหกรรมและแผงวงจรควบคุม

หมายเลขชิ้นส่วนใหม่ทั้ง 4 รุ่นเปลี่ยนอะไรบ้าง

อุปกรณ์ใหม่เติมรูปแบบช่องสัญญาณที่ซีรีส์นี้ยังไม่มี DCL340L0B และ DCL340H0B เป็นรุ่นส่งเดินหน้า 4 ช่อง ไม่มีช่องส่งย้อนกลับ (4:0) สำหรับการส่งสัญญาณดิจิทัลทิศทางเดียว ส่วน DCL342L0B และ DCL342H0B เป็นรุ่นส่งเดินหน้า 2 ช่องและส่งย้อนกลับ 2 ช่อง (2:2) สำหรับลิงก์สองทิศทาง ทั้งหมดอยู่ร่วมกับ DCL341L0B / DCL341H0B ที่วางจำหน่ายอยู่แล้ว ซึ่งใช้รูปแบบ 3:1 ที่เหมาะกับสัญญาณนาฬิกาและข้อมูลลักษณะ SPI

ส่วนต่อท้าย L/H หมายถึงลอจิกเอาต์พุตเริ่มต้น—ต่ำหรือสูง—เมื่ออินพุตยังไม่กำหนดค่าขณะเปิดเครื่องหรือปล่อยลอย รายละเอียดระดับขานี้เป็นสิ่งที่ตัดสินว่าเส้นรีเซ็ตจะทำให้สัญญาณเปิดใช้งานชุดขับเกิดกลิตช์ในช่วงไม่กี่มิลลิวินาทีแรกหลังจ่ายไฟ 24 V หรือไม่

ชิ้นส่วน	ช่องสัญญาณ (เดินหน้า:ย้อนกลับ)	เอาต์พุตเริ่มต้น
DCL340L0B	4:0	ต่ำ
DCL340H0B	4:0	สูง
DCL342L0B	2:2	ต่ำ
DCL342H0B	2:2	สูง
DCL341L0B / H0B (รุ่นเดิม)	3:1	ต่ำ / สูง

ตัวเลขด้านการแยกวงจรที่สำคัญบนการ์ดติดตั้งราง DIN

อุปกรณ์ทั้ง 4 รุ่นกำหนดแรงดันแยกวงจรขั้นต่ำ 3,000 Vrms (1 นาที) และภูมิคุ้มกันต่อทรานเชียนต์โหมดร่วมขั้นต่ำ 30 kV/μs ช่วงแรงดันจ่ายอยู่ที่ 2.25 V ถึง 5.5 V ทั้งสองฝั่งของแนวกั้นแยกวงจร ดังนั้นไอโซเลเตอร์ตัวเดียวกันจึงสามารถอยู่ระหว่าง MCU 3.3 V กับตัวแปลงฝั่งสนาม 5 V ได้ โดยไม่ต้องมีเรกูเลเตอร์ตัวที่สองสำหรับคัปเปลอร์โดยเฉพาะ

Toshiba ใช้การแยกวงจรด้วยการคัปปลิงสนามแม่เหล็ก โดยวางไดส์มอดูเลชันและดีมอดูเลชันซ้อนกันโดยมีชั้นแยกวงจรคั่นกลาง และส่งสัญญาณข้ามผ่านสนามแม่เหล็ก แทนการใช้คู่ LED/โฟโตไดโอด บริษัทยังคงจำหน่ายโฟโตคัปเปลอร์อยู่ แต่ไลน์ดิจิทัลไอโซเลเตอร์เป็นคำตอบเมื่อผู้ออกแบบต้องการกระแสขณะไม่มีโหลดที่ต่ำกว่าและอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่า LED ที่เริ่มเสื่อมตามอายุ Toshiba ระบุค่าทั่วไป 0.2 mA ต่อช่องจากกระแสขณะทำงานที่ 1 Mbps (IDD1 + IDD2) หารด้วย 4 ช่องสัญญาณที่ 3.3 V และ 25 °C ที่ 25 Mbps กระแสจะเพิ่มขึ้นตามที่ควรเป็น โดยสำหรับรุ่น 4:0 Toshiba ระบุกระแสทั่วไปประมาณ 6.7 mA ที่ฝั่งปฐมภูมิและ 5.4 mA ที่ฝั่งทุติยภูมิภายใต้การทดสอบที่ 25 Mbps ของบริษัท ค่าหน่วงเวลาการแพร่สัญญาณสูงสุดอยู่ที่ 52 ns ที่ 3.3 V

ตัวเลขเหล่านี้อาจไม่โดดเด่นเมื่อเทียบกับดาต้าชีตไอโซเลเตอร์ความเร็ว 150 Mbps แต่ผลิตภัณฑ์เหล่านี้มีไว้สำหรับลิงก์อุตสาหกรรมความเร็วปานกลาง เช่น SPI, UART และแบงก์ GPIO บนการ์ด PLC หรืออินเวอร์เตอร์ ซึ่ง 25 Mbps เพียงพอ และความร้อนในตู้ปิดไม่ใช่ปัญหา

ตำแหน่งของตระกูลนี้ในกลุ่มผลิตภัณฑ์

DCL34xx0B คือซีรีส์ไอโซเลเตอร์อุตสาหกรรมขนาดกะทัดรัดของ Toshiba ผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมความเร็วสูงกว่ายังคงอยู่ในตระกูล DCL54xx01A และ DCL52xx00 ส่วนผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการรับรองสำหรับยานยนต์คือ DCM34xx01 และ DCM32xx00 ผลิตภัณฑ์ที่เพิ่มเข้ามาในเดือนสิงหาคมไม่ได้สร้างหลักการทางฟิสิกส์ใหม่สำหรับการแยกวงจร แต่ช่วยให้นักออกแบบ I/O มีรูปแบบ 4:0 และ 2:2 ในแพ็กเกจ SSOP16 เดิม (4.9 × 6.0 × 1.75 mm) ซึ่งรองรับอุปกรณ์แบบ 3:1 ที่เหมาะกับ SPI อยู่แล้ว ทำให้ตระกูลแผงวงจรสามารถใช้พื้นที่ติดตั้งร่วมกันได้ ขณะที่เปลี่ยนทิศทางของช่องสัญญาณในแผนผังวงจร

สำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์ควบคุมที่วางเลย์เอาต์ I/O แบบแยกวงจรบนระบบ PLC และ PAC คำถามที่เป็นประโยชน์ไม่ใช่ว่าจำเป็นต้องแยกวงจรหรือไม่—เพราะจำเป็น—แต่คือรูปแบบช่องสัญญาณ ลอจิกเริ่มต้น และ CMTI สอดคล้องกับทรานเชียนต์ที่ชุดขับหรือระบบสนาม 24 V ซึ่งอยู่ติดกันสร้างขึ้นแล้วหรือไม่