انتخابهای اصلی برای ماژولهای جداسازی سیگنال شامل سه مسیر فنی اصلی است: انزوا{0}}ایزوله، جفت مغناطیسی (کوپلینگ الکترومغناطیسی) و کوپلینگ خازنی، و همچنین فرمهای کاربردی مانند فرستندههای جداسازی یکپارچه و موانع ایمنی. در این میان، کوپلینگ مغناطیسی به دلیل سرعت انتقال بالا و طول عمر طولانی، به انتخاب اصلی برای سیستمهای-و{3}}بالا{4} متوسط تبدیل میشود. راه حل های مختلف به طور قابل توجهی در اصل، عملکرد، و سناریوهای قابل اجرا متفاوت هستند، که نیاز به تطبیق بر اساس نیازهای خاص دارند.
انواع اصلی و خصوصیات فنی
1. ماژول اپتو-ایزوله (کوپلر نوری)
اصل: از طریق تبدیل "الکتریسیته → نور → الکتریسیته" به جداسازی الکتریکی دست می یابد. ساختار ساده و کم هزینه
مزایا: ولتاژ جداسازی بالا (تا 6 کیلو ولت و بالاتر)، قابلیت ضد تداخل قوی، مناسب برای جداسازی جریان قوی و ضعیف.
محدودیت ها: سرعت پاسخ آهسته (سطح میکرو ثانیه)، مشکلات پیری LED، نامناسب برای سیگنال های آنالوگ با سرعت بالا یا بالا{1}.
کاربردهای معمولی: ماژولهای ورودی PLC، جداسازی کمیت سوئیچینگ با سرعت پایین-.
2. ماژول جداسازی کوپلینگ مغناطیسی (ایزولاتور دیجیتال)
اصل: بر اساس القای الکترومغناطیسی میکرو-ترانسفورماتور، بدون دستگاههای الکترونیک نوری، تولید شده با استفاده از فناوری CMOS. مزایا: سرعت انتقال بالا (تا 150 مگابیت در ثانیه)، مصرف انرژی کم، طول عمر طولانی، رانش دمای پایین، پشتیبانی از جداسازی سیگنال دیجیتال و آنالوگ.
برندهای نماینده: ADI (سری iCoupler)، آزمایشگاه سیلیکون.
سناریوهای قابل اجرا:-رابط ارتباطی با سرعت بالا (SPI/I2C)، اتوبوس های صنعتی،-سیستم های کنترل با قابلیت اطمینان بالا.
3. ماژول جداسازی جفت شده خازنی
اصل: از یک لایه عایق دی اکسید سیلیکون برای جفت شدن میدان الکتریکی برای رسیدن به انتقال سیگنال در سراسر لایه ایزوله استفاده می کند.
مزایا: اندازه کوچک، مصرف انرژی بسیار کم، ضد تداخل مغناطیسی قوی، قابلیت سرکوب گذرا عالی.
محدودیتها: ویژگیهای فرکانس پایین{0} ضعیف، نیاز به جبران اضافی برای پردازش سیگنال DC دارد.
کاربردهای معمولی: سیستمهای سیگنال ترکیبی-متوسط تا{1}بالا-سرعت متوسط، BMS انرژی جدید، الکترونیک خودرو.
4. یکپارچه فرستنده جداسازی سیگنال
توابع: محصولات مدولار که عملکردهای جداسازی، تبدیل سیگنال، توزیع برق و فیلتر را یکپارچه می کنند، از ورودی و خروجی سیگنال استاندارد مانند 4-20mA و 0-5V پشتیبانی می کنند.
مزایا: Plug and play، نصب آسان، پشتیبانی از نصب ریل DIN، به طور گسترده در محیط های صنعتی استفاده می شود.
مدلهای نماینده: Beijing Kunlun Coast KLM-3221-1: پشتیبانی از منبع تغذیه سه-ایزوله پایانه-خروجی-، با تنظیم صفر/مقیاس کامل. سری DATA-5300: پشتیبانی از توزیع برق + ایزوله، مناسب برای تهویه سیگنال PLC قبل از مرحله.
5. سد ایمنی (نوع جداسازی)
کاربردها: در برنامههای ضد انفجار{0}} ذاتاً ایمن برای محدود کردن ورود انرژی به مناطق خطرناک و در عین حال ایزوله کردن سیگنال استفاده میشود.
مدل نماینده: P+F FI-PFH-NS0137-R، از انتقال جداسازی سیگنال آنالوگ پشتیبانی میکند، مناسب برای سیستمهای ضد انفجار Exi.
ویژگیها: عملکردهای محافظت در برابر انفجار و جداسازی سیگنال را ترکیب میکند که معمولاً در محیطهای پرخطر مانند معادن پتروشیمی و زغالسنگ استفاده میشود.
چگونه انتخاب کنیم؟
|
سناریوهای کاربردی |
نوع توصیه شده |
دلیل |
|
سیگنالهای آنالوگ با سرعت پایین (مثلاً ترموکوپلها، 4-20 میلی آمپر) |
اپتوکوپلرهای خطی یا تقویت کننده های عملیاتی ایزوله |
از خطی بودن سیگنال آنالوگ اطمینان حاصل کنید و از اعوجاج جلوگیری کنید |
|
ارتباطات دیجیتالی با سرعت بالا (SPI/I2C/RS485) |
جداکنندههای دیجیتالی{0}}همراه مغناطیسی |
سرعت بالا، تاخیر کم، زمان بندی دقیق |
|
اندازه کوچک، طراحی کم مصرف |
جداسازهای کوپل شده خازنی |
اندازه کوچک، مصرف انرژی کم، مقاومت قوی EMI |
|
تهویه سیگنال میدان صنعتی |
فرستنده های جداسازی یکپارچه |
عملکرد کامل، نصب آسان، ضد تداخل قوی |
|
انتقال سیگنال محیطی ضد انفجار- |
موانع ایمنی جدا شده |
الزامات ایمنی ذاتی را برآورده می کند و ایمنی سیستم را تضمین می کند |
توصیههای عملی: برای سیستمهای ADC/DAC با دقت بالا، تراشههای جداسازی یکپارچه اختصاصی (مثلاً ماژولهای ADC ایزوله) را اولویتبندی کنید تا از ایجاد نویز از راهحلهای مجزا جلوگیری کنید. اگر سیستم تداخل حلقه زمین قابل توجهی داشته باشد، افزودن یک ماژول ایزوله مستقیم ترین و موثرترین راه حل است.

