Pagrindiniai signalo izoliavimo modulių pasirinkimai apima tris pagrindinius techninius būdus: opto-izoliaciją, magnetinę jungtį (elektromagnetinę jungtį) ir talpinę jungtį, taip pat pritaikymo formas, pvz., integruotus izoliavimo siųstuvus ir saugos barjerus. Dėl didelio perdavimo spartos ir ilgos eksploatavimo trukmės magnetinė jungtis tampa pagrindiniu pasirinkimu vidutinės{2}} ir -aukštos- klasėse sistemose. Skirtingi sprendimai labai skiriasi savo principu, našumu ir taikomais scenarijais, todėl juos reikia derinti pagal konkrečius poreikius.
Pagrindiniai tipai ir techninės charakteristikos
1. Opto-izoliacijos modulis (optinė jungtis)
Principas: Elektrinė izoliacija pasiekiama konvertuojant „elektra → šviesa → elektra“; paprasta struktūra ir maža kaina.
Privalumai: aukšta izoliacijos įtampa (iki 6 kV ir aukštesnė), stipri anti- trukdžių galimybė, tinka stiprios ir silpnos srovės izoliacijai.
Apribojimai: mažas atsako greitis (μs lygis), LED senėjimo problemos, netinkamas didelės{0}}greities arba didelio{1}}tikslumo analoginiams signalams.
Tipiškos taikymas: PLC įvesties moduliai, mažo{0}}greičio perjungimo dydžio izoliacija.
2. Magnetinės movos izoliavimo modulis (skaitmeninis izoliatorius)
Principas: pagrįstas mikro-transformatoriaus elektromagnetine indukcija, be optoelektroninių įrenginių, pagamintas naudojant CMOS technologiją. Privalumai: Didelis perdavimo greitis (iki 150 Mbps), mažas energijos suvartojimas, ilgas tarnavimo laikas, žemos temperatūros dreifas, palaiko skaitmeninio ir analoginio signalo izoliaciją.
Reprezentaciniai prekių ženklai: ADI (iCoupler serija), Silicon Labs.
Taikomi scenarijai: didelės{0} spartos ryšio sąsajos (SPI/I2C), pramoninės magistralės, didelio{2}}patikimo valdymo sistemos.
3. Talpiniu būdu sujungtas izoliacijos modulis
Principas: elektrinio lauko sujungimui naudojamas silicio dioksido izoliacinis sluoksnis, kad būtų pasiektas signalo perdavimas per izoliacinį sluoksnį.
Privalumai: mažas dydis, itin mažas energijos suvartojimas, stiprūs anti-magnetiniai trukdžiai, puiki pereinamojo laikotarpio slopinimo galimybė.
Apribojimai: prastos žemo{0}}dažnio charakteristikos, todėl reikia papildomos kompensacijos už nuolatinės srovės signalo apdorojimą.
Tipiškas pritaikymas: vidutinio{0}}ir-didelio-greičio mišrių-signalų sistemos, naujos energijos BMS, automobilių elektronika.
4. Integruotas signalo izoliavimo siųstuvas
Funkcijos: moduliniai gaminiai, integruojantys izoliavimo, signalo konvertavimo, galios paskirstymo ir filtravimo funkcijas, palaikančius standartinį signalo įvestį ir išvestį, pvz., 4-20mA ir 0-5V.
Privalumai: Plug and play, lengvas montavimas, palaiko montavimą ant DIN bėgio, plačiai naudojamas pramoninėje aplinkoje.
Reprezentaciniai modeliai: Pekino Kunlun Coast KLM-3221-1: palaiko tris-įvesties-išėjimo-maitinimo šaltinio gnybtų izoliaciją su nulio / visos skalės reguliavimu; DATA-5300 serija: palaiko energijos paskirstymą + izoliaciją, tinka PLC išankstiniam signalo kondicionavimui.
5. Saugos barjeras (izoliacijos tipas)
Taikymas: naudojamas iš prigimties saugiose -sprogimui atspariose programose, siekiant apriboti energijos patekimą į pavojingas zonas ir užtikrinti signalo izoliaciją.
Tipinis modelis: P+F FI-PFH-NS0137-R, palaiko analoginio signalo izoliavimo perdavimą, tinka sprogimui atsparioms Exi sistemoms.
Funkcijos: Apsaugos nuo -sprogimo ir signalo izoliavimo funkcijos, dažniausiai naudojamos didelės-rizikos aplinkoje, pvz., naftos chemijos ir anglių kasyklose.
Kaip pasirinkti?
|
Taikymo scenarijai |
Rekomenduojamas tipas |
Priežastis |
|
Mažo{0}}greičio analoginiai signalai (pvz., termoporos, 4–20 mA) |
Linijiniai optronai arba izoliuoti operaciniai stiprintuvai |
Užtikrinkite analoginio signalo tiesiškumą ir venkite iškraipymų |
|
Didelės spartos{0}}skaitmeninis ryšys (SPI/I2C/RS485) |
Magnetiniai{0}}sujungti skaitmeniniai izoliatoriai |
Didelis greitis, mažas delsimas, tikslus laikas |
|
Mažas dydis, mažas energijos suvartojimo dizainas |
Talpiniai izoliatoriai |
Mažas dydis, mažas energijos suvartojimas, stiprus EMI atsparumas |
|
Pramoninis lauko signalo kondicionavimas |
Integruoti izoliaciniai siųstuvai |
Visas funkcionalumas, paprastas montavimas, stiprus anti{0}}trukdymas |
|
Aplinkos signalo perdavimas nuo sprogimo{0}} |
Izoliuoti apsauginiai barjerai |
Atitinka esminius saugos reikalavimus ir užtikrina sistemos saugumą |
Praktinis patarimas: didelio{0}}tikslumo ADC/DAC sistemoms pirmenybę teikite specialiems integruotiems izoliavimo lustams (pvz., izoliuotiems ADC moduliams), kad išvengtumėte triukšmo dėl atskirų sprendimų; jei sistema turi didelių įžeminimo kilpos trukdžių, tiesioginis ir efektyviausias sprendimas yra pridėti izoliacinį modulį.
