在PLC系統(tǒng)中,常見模擬量輸入信號可見+/-10V和0-20mA,而DCS在此基礎(chǔ)上又對50/60Hz的工頻抑制比提出了額外的要求,通常會將模擬開關(guān)、運放、基準和AD做集成,封成一個ADC芯片以便于客戶直接設(shè)計。這樣的優(yōu)點是集成度高、片內(nèi)基準精度高、可自主選擇PGA放大系數(shù),方便客戶使用。
ADC和MCU之間的通信,為了系統(tǒng)安全往往都會做隔離處理,比較多的是SPI接口,川土微電子的多通道數(shù)字隔離器CA-IS37XX系列可以很好地滿足各種通信信號的隔離。MCU后續(xù)和PLC控制器做的通信選擇較多,目前川土助力于客戶對于標準CAN、RS485、PHY芯片的選擇,CA-IF48XX和CA-IF1051S提供高規(guī)格、高速率,強ESD保護。
PLC中DI/DO卡件的應(yīng)用
在DI的卡件中,很多客戶目前用的還是二極管橋臂+光耦的分離方式去實現(xiàn)雙向信號輸入,這種情況下往往單路體積就較大,加上PLC應(yīng)用中DI通道數(shù)又很多,所以就對布板布線推出了一定的要求。川土在這種情況下開發(fā)了CA-IS398X,把8通道的數(shù)字輸入做集成,支持高速2Mbps和低速250kbps的速率,支持并口和串口選擇,極大地方便了客戶設(shè)計。
DO卡件根據(jù)Sink/Source的輸出類型可以分為兩類,目前較多的還是以Sink類型為主,且更多地還是用光耦的分離方案來實現(xiàn),通過添加三極管和保險絲做普通的過流保護。
PLC中控制板的應(yīng)用
在PLC的控制板中除了需要和各個板卡之間做通信以外,同樣也需要和外機做通信,因此往往會做外部通信的隔離,包括232隔離, 485隔離, CAN隔離等。川土微電子針對不同的485和CAN隔離方案具有非常全面的選擇。
川土微電子提供了四種不同的方案:
1)外置的隔離電源+數(shù)字隔離器+485/CAN收發(fā)器,對應(yīng)三種器件都可做具體的產(chǎn)品選擇;
2)把隔離電源集成在數(shù)字隔離器中做二合一的處理;
3)把隔離器和485/CAN做集成加單獨的隔離電源供電;
4)考慮到部分客戶對于隔離電源的需求不強,而且整個系統(tǒng)中可能只有一個對外通信需要做隔離處理,再單獨額外做隔離電源變壓器就會成本較高,為此,川土微電子推出了全集成式三合一的方案,把隔離電源包含在隔離485/CAN芯片里面,同時可以做到0.5W的功率輸出,方便用戶做設(shè)計。
伺服應(yīng)用
伺服大體分為控制部分和功率部分,控制部分包含一系列的485、CAN,川土微電子的485和CAN接口產(chǎn)品包括CA-IF48XX、CA-IF1051等料號,不同參數(shù)和封裝可以很完善地解決客戶這方面的需求。
功率部分,川土微電子在研的EtherCAT產(chǎn)品就是針對PLC和伺服變頻應(yīng)用中對FPGA越來越廣泛的需求。除此以外,在小功率伺服應(yīng)用中,廣泛用到了IPM來做電機驅(qū)動,川土基于此PWM隔離有6通道數(shù)字隔離器,相較以前高速光耦方案極大地降低了成本和體積,我們也看到越來越多的客戶已經(jīng)接受了這種方案。
由于伺服應(yīng)用的準確性,往往需要采集電機信息來構(gòu)成速度環(huán)、電流環(huán)、位置環(huán),以便FPGA或者MCU來對電機做準確控制,電流信息基本上來源于電機的相電流,于是就有隔離運放做電流采樣,出于過壓保護的考慮,客戶同樣會對母線電壓進行信號采集。
川土微電子基于此同樣做了產(chǎn)品部署,且對于隔離采樣的規(guī)劃非常完全,既包含模擬輸出的隔離運放,也有方便客戶直接處理數(shù)據(jù)的隔離ADC。
伺服控制中的速度環(huán)和位置環(huán)都是通過外接編碼器來實現(xiàn),編碼器的通信方式多種多樣,但目前主流的還是以485通信為主, 部分用戶需要做隔離處理,部分用戶不需隔離處理,川土微電子針對此都有非常完整的產(chǎn)品可供選擇。
變頻器應(yīng)用
和伺服控制系統(tǒng)相似,變頻器同樣有控制部分和功率部分兩大塊組成,通信功能相較伺服會少很多,目前協(xié)議也比較少用到EtherCAT通信,功率部分由于變頻器功率會做的比較大,不再適用于IPM的驅(qū)動方案,所以會有大功率的IGBT模塊來做驅(qū)動,這個時候就需要有專門的隔離驅(qū)動器來做驅(qū)動。
川土微電子正在定義這一款產(chǎn)品,會首先做和光耦驅(qū)動的兼容,最大輸出電流能力在4A以上,不需要客戶額外添加驅(qū)動加強的電路來做處理,而且這一塊會集成UVLO功能,針對MOS和IGBT不同的選擇有不同的閾值。
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