工業(yè)通信IC隨著時(shí)間的推移而變得更好

介紹了幾種接口和信號(hào)路由IC，它們繼續(xù)幫助工程師簡化設(shè)計(jì)，降低成本，并使最終產(chǎn)品小型化。還有更多的工業(yè)通信解決方案符合這一要求。

利用隔離式ADC簡化現(xiàn)場側(cè)電路

對于工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備，使用低壓微控制器測量高電壓（12V至300V）和電流變得很有價(jià)值。例如，您可以檢查不穩(wěn)定的交流或直流電源，并最終保護(hù)設(shè)備免受浪涌和過載的影響。要將高壓電路連接到低壓電路，您需要在接口處找到一個(gè)隔離電路塊。高壓場側(cè)和低壓邏輯側(cè)電路之間的這種電流隔離提供了一種避免兩側(cè)之間直接傳導(dǎo)路徑的方法，從而防止電流通過設(shè)備的人工操作意外到達(dá)地面。這種隔離還可以防止噪聲和接地環(huán)路在兩側(cè)之間傳播。傳統(tǒng)的分立式隔離方法依靠變壓器進(jìn)行電源隔離，使用光耦合器（或數(shù)字隔離器）進(jìn)行數(shù)據(jù)隔離柵。但是，這種方法確實(shí)需要大量空間，并且實(shí)施起來可能成本高昂。

MAX14001/MAX14002隔離式模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）在單封裝中提供場側(cè)和隔離電路。該器件集成了單通道、10位逐次逼近寄存器（SAR） ADC和CMOS電容數(shù)字隔離電路，可通過電容介質(zhì)在兩個(gè)電隔離域之間精確傳輸數(shù)字信號(hào)。這導(dǎo)致 3.75kV有效值高壓場側(cè)和低壓比較器輸出/SPI（邏輯）側(cè)之間的集成隔離。由于它具有一個(gè)集成的隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器，可為所有現(xiàn)場側(cè)電路供電，因此即使沒有任何輸入信號(hào)，也可以運(yùn)行現(xiàn)場側(cè)診斷。該器件有助于簡化電源布線并滿足空間受限的要求。MAX14001PBM外設(shè)模塊提供評(píng)估MAX14001測量兩個(gè)數(shù)據(jù)通道（線路電壓和負(fù)載電流）所需的硬件。一根簡單的USB電纜即可提供所有電源和通信。

采用帶低功耗AFE的4-20A發(fā)射器

4-20mA電流環(huán)路是過程控制應(yīng)用中傳輸過程信息的主要模擬信號(hào)。它的可靠性源于這樣一個(gè)事實(shí)，即電流在整個(gè)環(huán)路中保持不變。配置和連接也相當(dāng)簡單。然而，其成本和復(fù)雜性受到壓降和必須監(jiān)控的過程變量數(shù)量的影響。更多的過程變量需要實(shí)現(xiàn)更多的回路，這反過來又需要適當(dāng)隔離獨(dú)立回路，以防止接地回路出現(xiàn)問題。電流環(huán)路包括一個(gè)傳感器變送器，用于將傳感器的測量值轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)（4mA至20mA之間）。有 2 線、3 線和 4 線傳感器變送器配置，每種配置都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

MAX12900為超低功耗、高集成度模擬前端（AFE），實(shí)現(xiàn)4-20mA傳感器發(fā)送器。該器件通過采用 4、20 或 2 線配置的 3-4mA 環(huán)路將來自微控制器的脈寬調(diào)制 （PWM） 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，無需專用數(shù)模轉(zhuǎn)換器 （DAC） 輸出。它可用于測量壓力、溫度、流量和其他參數(shù)的傳感器變送器。與傳統(tǒng)方案相比，MAX12900可節(jié)省高達(dá)50%的功耗（工作在最大250μA），精度非常高，通過將10個(gè)構(gòu)建模塊集成到5mm x 5mm封裝中，有助于簡化設(shè)計(jì)。MAXREFDES1161#參考設(shè)計(jì)為MAX12900快速簡便的原型設(shè)計(jì)提供了一個(gè)平臺(tái)。參考設(shè)計(jì)包括顯示 IC 精度和魯棒性的測試數(shù)據(jù)。您還可以從應(yīng)用筆記“如何利用MAX4實(shí)現(xiàn)20-12900mA發(fā)送器”中了解更多信息。

通過電流隔離改善通信

樓宇自動(dòng)化、開關(guān)設(shè)備和工業(yè)控制等工業(yè)應(yīng)用都可以受益于集成保護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的通信。改善通信和安全性的一種方法是在設(shè)備的CAN協(xié)議控制器側(cè)和收發(fā)器的CAN網(wǎng)絡(luò)電纜側(cè)/總線側(cè)的物理線之間集成電流隔離。這種隔離是有益的，因?yàn)樗梢詳嚅_接地環(huán)路并降低端口之間接地電位差異較大的噪聲。

MAX14882 5kV有效值隔離式高速CAN收發(fā)器提供這種電流隔離。其集成的變壓器驅(qū)動(dòng)器和LDO可實(shí)現(xiàn)簡單的隔離電源設(shè)計(jì)。該 IC 的極性反轉(zhuǎn)功能簡化了運(yùn)動(dòng)控制器、現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)和背板總線等終端產(chǎn)品的安裝。該器件的 CANH 和 CANL I/O 具有高達(dá) ±54V 的容錯(cuò)能力，并可防止總線側(cè)高達(dá) ±15kV 至 GNDB 的靜電放電 （ESD）（由人體模型指定）。

總之，有些事情會(huì)隨著時(shí)間的推移而變得更好。葡萄酒、一條好牛仔褲，以及這些經(jīng)過驗(yàn)證的工業(yè)通信 IC。

審核編輯：郭婷