Зазвичай використовувані модулі ізоляції цифрового зв’язку в основному включають пристрої промислового-класу на основі технологій магнітного зв’язку, ємнісного зв’язку та оптронів. Вони широко використовуються для ізоляції сигналів шин, таких як RS-485, CAN і USB, для покращення системного захисту від перешкод і безпеки.
1. Модулі цифрової ізоляції з магнітним зв’язком (основне високо{1}}продуктивне рішення) Ці модулі використовують мікро-трансформатори на-чіпі для досягнення «електричної-магнітної-електричної» передачі сигналу. Вони мають такі переваги, як висока стійкість до перехідних процесів у загальному-режимі (CMTI), висока швидкість і довгий термін служби, що робить їх основним вибором для поточного промислового зв’язку.
Серія ADI (Analog Devices) iCoupler®: наприклад, ADuM1402CRWZ-RL пропонує чотири-ізоляцію каналів і підтримує високошвидкісний зв’язок 150 Мбіт/с-.
Моделі з інтегрованою технологією isoPower (такі як ADuM540x) можуть забезпечити ізоляцію сигналу та живлення.
Серія CHIPANALOG CA-IS:
CA-IS3050G: для шини CAN, підтримує напругу ізоляції 5kVRMS, робоча температура -40~125 градусів.
CA-IS2092A: інтегрований ізольований перетворювач постійного струму-DC, зовнішнє джерело живлення не потрібне, підходить для зв’язку RS-485.
Застосовні сценарії: високо-надійні системи, такі як ПЛК, BMS і промислове керування двигуном.
2. Цифровий ізоляційний модуль із ємнісним зв’язком: використовує ізоляційний шар із діоксиду кремнію для досягнення зв’язку електричного поля, має низьке енергоспоживання, високу пропускну здатність і характеристики проти-магнітних перешкод, підходить для передачі високо-сигналу частоти.
Серія Silicon Labs Si86xx: підтримує кілька каналів, швидкість до 150 Мбіт/с, висока інтеграція.
Серія NOVOSENSE NSi: вітчизняний представник, сертифікований-для автомобільної промисловості, використовується в автомобілях з новою енергією та фотоелектричних інверторах.
Переваги: сильна здатність проти-електромагнітних перешкод, підходить для складних середовищ електромагнітних перешкод, таких як перетворювачі частоти та сервоприводи.
3. Модуль ізоляції оптрона (традиційне рішення)
Заснований на принципі "електро-оптичного-електро-електричного" перетворення, він недорогий-і технологічно зрілий, але має такі обмеження, як повільний відгук і короткий термін служби.
Поширені моделі:-оптрони загального призначення, такі як PC817 і TLP521.
Характеристики застосування: в основному використовується для низькошвидкісної ізоляції сигналу або допоміжних ланцюгів.
Згасання світлодіодів може відбуватися в умовах високої-температури та-вологості, що призводить до нестабільності сигналу.
Тенденція: поступово замінюється цифровими ізоляторами-на основі CMOS.
4. Інтегрований ізольований комунікаційний модуль (інтегрована функціональність)
Об’єднує мікросхему ізоляції, трансивер і джерело живлення в один блок, що спрощує конструкцію та підвищує надійність системи.
Zhengzheng Technology DAQM-4309: 9-канальний цифровий вхід для модуля RS-485, підтримує протокол Modbus, джерело живлення DC 9~30 В, підходить для промислових систем збору даних.
TI ISO1500: Трансивер RS-485 із високою -ізоляцією, що підтримує ізоляцію 2500 В (середньоквадратичне значення), із вбудованим захистом від несправностей.
Значення: зменшує кількість зовнішніх схем, спрощує компонування друкованої плати та підходить для компактного промислового обладнання.
Порівняльна таблиця ключових параметрів вибору
|
Параметр |
Магнітна муфта |
Ємнісний зв'язок |
Оптрон |
|
Швидкість передачі даних |
Висока (до 150 Мбіт/с) |
Висока (до 600 Мбіт/с) |
Низький (як правило<10Mbps) |
|
Споживана потужність |
Низький |
Дуже низький |
Відносно високий |
|
Тривалість життя |
>30 років |
>30 років |
Впливають на деградацію світлодіодів |
|
EMI імунітет |
Сильний |
Надзвичайно сильний |
Середній |
|
Інтеграція |
Високий (можна інтегрувати блок живлення) |
Високий |
Низький |
|
Типові програми |
Промислова автоматизація, нова енергія |
високочастотний-зв’язок, медичне обладнання |
недорогі-схеми керування |
Вибір відповідного модуля ізоляції вимагає комплексної оцінки з урахуванням протоколу зв’язку, швидкості передачі даних, температури навколишнього середовища та вимог до електромагнітної сумісності. У промислових сценаріях із високою-надійністю рекомендуються інтегровані рішення цифрової ізоляції з магнітним або ємнісним зв’язком.

