通過集成工業(yè)接口數(shù)字隔離器減小尺寸和成本

隨著低成本競爭和對差異化產(chǎn)品日益增長的需求，工業(yè)市場的生存變得越來越艱難。與此同時，安全標(biāo)準(zhǔn)并沒有變得更加寬松，要求越來越多的工業(yè)應(yīng)用采用電流隔離，并受到光耦合器的相關(guān)處罰。這些處罰包括尺寸增加、功耗、電路板空間、元件數(shù)量和成本增加。

設(shè)計工程師如何平衡針對惡意突發(fā)和浪涌的競爭性要求、設(shè)計復(fù)雜性和成本，同時盡快進(jìn)入市場以保持競爭力？人們可以簡單地將一組光耦合器連接到現(xiàn)有的收發(fā)器，但這意味著成本、設(shè)計復(fù)雜性、元件數(shù)量和電路板空間都會增加。簡單搜索“隔離式RS-485”、“隔離式RS-232”、“隔離式CAN”、“隔離I2C“或”隔離USB“揭示了許多基于數(shù)字隔離技術(shù)的完全集成的解決方案 - 隔離和收發(fā)器集成在單個封裝中。有些甚至在同一封裝中包含隔離電源，這進(jìn)一步減小了系統(tǒng)的尺寸和成本。只有數(shù)字隔離器才能提供如此全面的這些解決方案，這意味著它們不會受到太多功耗的影響，因此它們應(yīng)該適合現(xiàn)有的功率預(yù)算，而無需進(jìn)一步重新設(shè)計。但是，必須小心，因為并非每個被列為“隔離”的解決方案都符合UL、CSA和VDE對基本和/或增強(qiáng)隔離的嚴(yán)格要求。

提供這些完全集成解決方案的設(shè)計師將被采購經(jīng)理視為英雄。畢竟，采購經(jīng)理會說，“只要使用我們已經(jīng)購買的相同的東西。我不在乎它是否會增加成本“？

圖1顯示了隔離的不同方法I2C總線。圖 1A 顯示了如何使用 I 執(zhí)行此操作2C緩沖器和四個光耦合器。圖1B顯示了如何使用單個IC執(zhí)行此操作。圖2顯示了隔離RS-485的類似示例，單IC方法顯然是采購經(jīng)理的夢想：一個部件比兩個部件便宜。我們甚至不會展示嘗試使用分立元件隔離 USB 與單個隔離 USB IC 之間的戲劇性比較 — 頁面上沒有足夠的空間！

圖1.我2C緩沖器和4個光耦合器與單IC的比較（注意：為簡單起見，省略了上拉電阻）。

圖2.RS-485收發(fā)器和三個光耦合器與單IC的比較。

審核編輯：郭婷