ماژولهای جداسازی ارتباطات دیجیتالی که معمولاً مورد استفاده قرار میگیرند، عمدتاً شامل دستگاههای صنعتی- مبتنی بر فناوریهای کوپلینگ مغناطیسی، کوپلینگ خازنی و کوپلر نوری هستند. آنها به طور گسترده برای جداسازی سیگنال اتوبوس هایی مانند RS{3}}485، CAN و USB برای بهبود قابلیت های ضد تداخل سیستم و امنیت استفاده می شوند.
1. ماژولهای جداسازی دیجیتال جفت شده مغناطیسی (راهحل اصلی{1}}با عملکرد بالا) این ماژولها از ترانسفورماتورهای-تراشه میکرو{3}}برای دستیابی به انتقال سیگنال "الکتریک-مغناطیسی-الکتریکی" استفاده میکنند. آنها مزایایی مانند ایمنی{7}}حالت گذرا (CMTI)، سرعت بالا و طول عمر بالا دارند که آنها را به انتخاب اصلی برای ارتباطات صنعتی فعلی تبدیل میکند.
سری iCoupler® ADI (دستگاههای آنالوگ): به عنوان مثال، ADuM1402CRWZ-RL ایزولهسازی چهار کانال- ارائه میکند و از ارتباطات با سرعت بالا 150 مگابیت در ثانیه پشتیبانی میکند.
مدلهایی که فناوری isoPower را ادغام میکنند (مانند ADuM540x) میتوانند هم سیگنال و هم عایق برق را ارائه دهند.
سری CHIPANALOG CA-IS:
CA-IS3050G: برای گذرگاه CAN، ولتاژ مقاومت در برابر جداسازی 5kVRMS، دمای کاری -40 تا 125 درجه را پشتیبانی میکند.
CA-IS2092A: مبدل DC یکپارچه ایزوله-DC، بدون نیاز به منبع تغذیه خارجی، مناسب برای ارتباطات RS-485.
سناریوهای قابل اجرا: سیستمهای{0}با قابلیت اطمینان بالا مانند PLC، BMS، و کنترل موتور صنعتی.
2. ماژول جداسازی دیجیتال جفت شده خازنی: از یک لایه عایق دی اکسید سیلیکون برای دستیابی به کوپلینگ میدان الکتریکی استفاده میکند که دارای ویژگیهای مصرف انرژی کم، پهنای باند بالا، و ویژگیهای ضد تداخل مغناطیسی-، مناسب برای انتقال سیگنال با فرکانس بالا است.
Silicon Labs Si86سری xx: از چندین کانال، تا سرعت 150 مگابیت در ثانیه، یکپارچهسازی بالا پشتیبانی میکند.
سری NOVOSENSE NSi: نماینده داخلی، دارای گواهینامه {0}خودرو، مورد استفاده در خودروهای انرژی جدید و اینورترهای فتوولتائیک.
مزایا: قابلیت ضد{0}} تداخل الکترومغناطیسی قوی، مناسب برای محیط های پیچیده EMI مانند مبدل های فرکانس و درایوهای سروو.
3. ماژول جداسازی اپتوکوپلر (راه حل سنتی)
بر اساس اصل تبدیل "الکترو-نوری-الکترو-الکتریکی"، کم هزینه-و از نظر فنی بالغ است، اما دارای محدودیت هایی مانند پاسخ آهسته و طول عمر کوتاه است.
مدلهای رایج: کوپلرهای{0} همه منظوره مانند PC817 و TLP521.
ویژگیهای کاربردی: عمدتاً برای جداسازی سیگنال با سرعت پایین یا مدارهای کمکی استفاده میشود.
تضعیف LED مستعد رخ دادن در محیطهای-در دمای بالا و-رطوبت بالا است که منجر به بیثباتی سیگنال میشود.
روند: به تدریج با جداسازهای دیجیتال مبتنی بر{0}CMOS جایگزین میشود.
4. ماژول ارتباط جداسازی یکپارچه (کارکرد یکپارچه)
تراشه ایزوله، فرستنده گیرنده و منبع تغذیه را در یک واحد ادغام می کند، طراحی را ساده کرده و قابلیت اطمینان سیستم را بهبود می بخشد.
Zhengzheng Technology DAQM-4309: ورودی دیجیتال 9 کاناله به ماژول RS-485، از پروتکل Modbus، منبع تغذیه DC 9~30V، مناسب برای سیستم های DAQ صنعتی پشتیبانی می کند.
TI ISO1500: فرستنده گیرنده-ایزوله RS-485 بالا، از ایزوله 2500Vrms پشتیبانی میکند، با محافظت داخلی در برابر خطا.
ارزش: مدارهای خارجی را کاهش می دهد، طرح PCB را ساده می کند و برای تجهیزات صنعتی فشرده مناسب است.
جدول مقایسه پارامترهای انتخاب کلید
|
پارامتر |
کوپلینگ مغناطیسی |
کوپلینگ خازنی |
اپتوکوپلر |
|
نرخ داده |
بالا (تا 150 مگابیت در ثانیه) |
بالا (تا 600 مگابیت در ثانیه) |
کم (معمولا<10Mbps) |
|
مصرف برق |
کم |
خیلی کم |
نسبتا بالا |
|
طول عمر |
>30 سال |
>30 سال |
تحت تأثیر تخریب LED |
|
ایمنی EMI |
قوی |
فوق العاده قوی |
میانگین |
|
یکپارچه سازی |
بالا (می تواند منبع تغذیه را یکپارچه کند) |
بالا |
کم |
|
برنامه های کاربردی معمولی |
اتوماسیون صنعتی، انرژی نو |
ارتباطات با فرکانس بالا-تجهیزات پزشکی |
مدارهای کنترل ارزان- |
انتخاب ماژول جداسازی مناسب نیاز به یک ارزیابی جامع با در نظر گرفتن پروتکل ارتباطی، نرخ داده، دمای محیط و الزامات EMC دارد. در سناریوهای صنعتی با قابلیت اطمینان بالا، راهحلهای جداسازی دیجیتال یکپارچه با کوپلینگ مغناطیسی یا خازنی توصیه میشود.

