監(jiān)控工業(yè)系統(tǒng)（如樓宇自動化或工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）對于確保連續(xù)運行至關(guān)重要。例如，您可能想知道系統(tǒng)中的電壓是否設(shè)置在正確的閾值，或者是否存在繼電器觸點。但是，系統(tǒng)監(jiān)控通常需要外部隔離電源。這種電源會占用大量空間，而且成本也相當(dāng)昂貴，特別是當(dāng)現(xiàn)場尺寸的功率需求很小時。

隔離電源帶來的優(yōu)勢包括能夠保護電子負(fù)載以及設(shè)備操作員免受高壓影響，以及防止接地回路的能力。但是，對于組件越來越小的工業(yè)系統(tǒng)，隔離電源的尺寸是不利的。對于這些類型的系統(tǒng)，如何在滿足尺寸限制的同時簡化診斷方案？在這篇博文中，我們將討論您在為工業(yè)系統(tǒng)供電和監(jiān)控時可能遇到的挑戰(zhàn)，并介紹一種可以幫助您克服這些挑戰(zhàn)的新型數(shù)字隔離器。

邊緣智能需要小型、高能效的IC

讓我們以工業(yè)網(wǎng)絡(luò)為例，來說明我們的觀點。例如，由于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，工廠正變得更加智能和自主。智能正在向邊緣移動，并支持實時決策，這有助于提高制造正常運行時間和生產(chǎn)力。最終，機器將變得足夠自我意識，可以在最少的人為干預(yù)下進行預(yù)測性維護或診斷和維修。實現(xiàn)真正工業(yè)融合的驅(qū)動力是工業(yè)電源和工業(yè)通信IC的基礎(chǔ)，這些IC具有高能效、堅固耐用且足夠小以適合邊緣的特點。

為了與這些趨勢保持一致，系統(tǒng)監(jiān)控也朝著更緊湊、集成和更具成本效益的解決方案發(fā)展。畢竟，將大型外部隔離電源集成到這樣的環(huán)境中是不切實際的。變壓器傳統(tǒng)上用于電源隔離，光耦合器或數(shù)字隔離器用于數(shù)據(jù)隔離柵。這種分立元件組合占用了大量的電路板空間，不適合工業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

新型自供電雙通道數(shù)字隔離器提供隔離式系統(tǒng)監(jiān)控和增強的系統(tǒng)診斷，同時與傳統(tǒng)分立方法相比，解決方案尺寸減小4倍，元件數(shù)量減少5倍。MAX22518提供：

集成隔離電源 （3.3V/220μA）

3.5kVRMS 電流隔離

兩個帶現(xiàn)場保護的二進制輸入

<10mA邏輯電源消耗

3.0V至5.5V邏輯電源電壓

-40°C 至 +125°C 工作溫度范圍

由于器件的220μA現(xiàn)場側(cè)電源由邏輯側(cè)使用集成式隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器提供，因此當(dāng)現(xiàn)場側(cè)的電源需求較小時，無需笨重、昂貴的外部隔離電源。它為窗口比較器和繼電器監(jiān)控電路等小型現(xiàn)場側(cè)電路提供足夠的功率。MAXSafe 是該器件能夠簡化診斷監(jiān)控，同時提供隔離電源的關(guān)鍵是系統(tǒng)架構(gòu)。MAXSafe是業(yè)界首款集成隔離式微功耗架構(gòu)，可在設(shè)計中為內(nèi)部芯片和簡單的場側(cè)電路提供足夠的功率。自診斷和監(jiān)控發(fā)生在隔離的現(xiàn)場側(cè)。功能和狀態(tài)可以通過隔離電路傳送到設(shè)計的微控制器。隔離診斷確保可靠的通信。

圖2.下圖提供了使用MAX22518數(shù)字隔離器進行干接點遠(yuǎn)程報警檢測和監(jiān)測的示例。

憑借這些特性，MAX22518非常適合干接點遠(yuǎn)程報警監(jiān)控，如以太網(wǎng)開關(guān)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用（圖2），以及隔離式現(xiàn)場電源窗口監(jiān)控，如電機直流組、電池組、交流輸入和負(fù)電源設(shè)計。基于分立器件（雙路光耦合器、雙路分立二進制輸入、隔離電源）的傳統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)控解決方案需要多達(dá)15個元件和高達(dá)178mm的解決方案尺寸2.相比之下，MAX22518只有44mm。2并且只需要三個組件。這有助于設(shè)計人員減少電路板空間和物料清單。

對于需要模數(shù)轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用，可以考慮MAX14001可配置、隔離式10位ADC，該ADC也采用MAXSafe架構(gòu)設(shè)計。MAX14001還具有可編程電壓比較器和浪涌電流控制功能，適用于可配置的二進制輸入應(yīng)用。

審核編輯：郭婷