DÜSSELDORF — Toshiba Electronics Europe đã mở rộng dòng bộ cách ly kỹ thuật số tiêu chuẩn DCL34xx0B với bốn linh kiện bốn kênh, hướng đến tự động hóa công nghiệp, không thuộc dòng DCM dành cho ô tô. Điểm nhấn rất thực tế: dòng điện điển hình 0,2 mA mỗi kênh, tốc độ dữ liệu lên tới 25 Mbps và dải nhiệt độ hoạt động từ −40 °C đến +125 °C trong vỏ SSOP16.

Tổ hợp này dành cho những bo mạch thực sự nằm giữa mạch logic và môi trường nhà máy nhiễu điện—I/O của bộ điều khiển logic khả trình, giao diện cảm biến và cơ cấu chấp hành, bộ truyền động động cơ, bộ biến tần và bộ nguồn chuyển mạch. Cách ly không phải là một mục đánh dấu trong danh mục. Silicon nhanh hơn trên cùng một bo mạch làm tăng các quá độ chế độ chung; một hàng rào cách ly bị bỏ sót có thể biến dao động điện áp đất trên bộ truyền động thành tín hiệu kích nhầm ở đầu vào PLC.

Dòng DCL34xx0B của Toshiba: các bộ cách ly bốn kênh ghép từ trong vỏ SSOP16 dành cho I/O công nghiệp và bo mạch điều khiển.

Bốn mã linh kiện mới thực sự thay đổi điều gì

Các linh kiện mới bổ sung những cấu hình kênh mà dòng sản phẩm trước đây chưa có. DCL340L0B và DCL340H0B là các linh kiện bốn kênh thuận, không có kênh ngược (4:0) dành cho các đường tín hiệu kỹ thuật số một chiều. DCL342L0B và DCL342H0B là các linh kiện hai kênh thuận, hai kênh ngược (2:2) dành cho các liên kết hai chiều. Chúng nằm cạnh các linh kiện DCL341L0B / DCL341H0B đã được phân phối, sử dụng cấu hình 3:1 phù hợp với xung nhịp và dữ liệu kiểu SPI.

Hậu tố L/H xác định mức logic đầu ra mặc định—thấp hoặc cao—khi đầu vào không xác định trong lúc khởi động hoặc bị để hở. Đây là dạng chi tiết ở cấp độ chân có thể quyết định liệu một đường đặt lại có gây nhiễu tín hiệu cho phép bộ truyền động trong vài mili giây đầu tiên sau khi nguồn 24 V bật lên hay không.

Các thông số cách ly quan trọng trên bo mạch gắn thanh DIN

Cả bốn linh kiện đều được quy định với điện áp cách ly tối thiểu 3.000 Vrms (trong một phút) và khả năng miễn nhiễm quá độ chế độ chung tối thiểu 30 kV/μs. Dải điện áp nguồn ở cả hai phía hàng rào cách ly là 2,25 V đến 5,5 V, vì vậy cùng một bộ cách ly có thể nằm giữa vi điều khiển 3,3 V và bộ chuyển mức phía trường 5 V mà không cần thêm một bộ điều chỉnh chỉ dành cho bộ ghép.

Toshiba sử dụng phương pháp cách ly ghép từ—các khuôn điều chế và giải điều chế được xếp chồng với một lớp cách ly, tín hiệu truyền qua dưới dạng trường từ—thay vì một cặp LED/quang điốt. Công ty vẫn bán các bộ ghép quang; dòng bộ cách ly kỹ thuật số là lựa chọn dành cho các nhà thiết kế muốn dòng điện không tải thấp hơn và tuổi thọ dài hơn so với LED đã lão hóa. Toshiba công bố dòng điện điển hình 0,2 mA mỗi kênh dựa trên dòng điện vận hành ở 1 Mbps (IDD1 + IDD2) chia cho bốn kênh tại 3,3 V và 25 °C. Ở 25 Mbps, dòng điện tăng lên, đúng như dự kiến: đối với các linh kiện 4:0, Toshiba liệt kê dòng điện điển hình khoảng 6,7 mA ở phía sơ cấp và 5,4 mA ở phía thứ cấp trong điều kiện thử nghiệm 25 Mbps. Độ trễ truyền tối đa là 52 ns ở 3,3 V.

Các con số này sẽ không gây ấn tượng với bảng dữ liệu của một bộ cách ly 150 Mbps. Chúng dành cho các liên kết công nghiệp tốc độ trung bình—SPI, UART và các nhóm GPIO trên bo mạch PLC hoặc bộ biến tần—nơi 25 Mbps là đủ và nhiệt lượng trong tủ kín là một vấn đề.

Vị trí của dòng sản phẩm này

DCL34xx0B là dòng bộ cách ly công nghiệp nhỏ gọn của Toshiba. Các linh kiện công nghiệp tốc độ cao hơn vẫn thuộc các dòng DCL54xx01A và DCL52xx00; các linh kiện đạt tiêu chuẩn ô tô là DCM34xx01 và DCM32xx00. Các sản phẩm bổ sung trong tháng 8 không tạo ra một công nghệ vật lý cách ly mới. Chúng cung cấp cấu hình 4:0 và 2:2 cho các nhà thiết kế I/O trong cùng loại vỏ SSOP16 (4,9 × 6,0 × 1,75 mm) vốn đã chứa các linh kiện 3:1 phù hợp với SPI, nhờ đó một dòng bo mạch có thể dùng chung sơ đồ chân trong khi sơ đồ nguyên lý thay đổi hướng kênh.

Đối với các nhà sản xuất thiết bị điều khiển bố trí I/O cách ly trên các hệ thống PLC và PAC, câu hỏi hữu ích không phải là có cần cách ly hay không—câu trả lời là có—mà là cấu hình kênh, mức logic mặc định và CMTI có phù hợp với các quá độ mà bộ truyền động liền kề hoặc hệ thống trường 24 V vốn đã tạo ra hay không.