在自動(dòng)化工廠等工業(yè)環(huán)境中，高壓是景觀的一部分。可編程邏輯控制器 （PLC）、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、某些電源，甚至醫(yī)療設(shè)備和電動(dòng)汽車 （EV） 都具有必須保護(hù)免受這些電壓影響的電路。更關(guān)鍵的是，在這些環(huán)境中工作的人必須防止觸電。數(shù)字隔離提供了實(shí)現(xiàn)這兩點(diǎn)的方法，提供信號(hào)隔離和電平轉(zhuǎn)換，以幫助確保正確的電路操作并使用戶免受電擊。

根據(jù)行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)設(shè)備需要在危險(xiǎn)的高電壓和操作員之間提供兩級(jí)隔離或加強(qiáng)隔離。同時(shí)，工廠設(shè)備需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行而無(wú)需維護(hù)。選擇正確的數(shù)字隔離技術(shù)是應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的關(guān)鍵。

隔離IC在兩個(gè)電源域之間提供完全的電流隔離，保護(hù)電路免受高共模瞬變和故障的影響，并消除接地環(huán)路。在許多應(yīng)用中，數(shù)字隔離器正在取代光耦合器，因?yàn)樗鼈兛梢越档凸囊螅加酶俚碾娐钒蹇臻g，同時(shí)提供相同的隔離能力。

市場(chǎng)上的一些數(shù)字隔離器確實(shí)存在需要避免的缺點(diǎn)：高功耗、大量發(fā)熱以及引入大傳播延遲（限制系統(tǒng)可靠性和吞吐量）是危險(xiǎn)信號(hào)之一。Maxim的5kV有效值增強(qiáng)型數(shù)字隔離器可避免這些缺點(diǎn)，為快速數(shù)字信號(hào)提供雙絕緣屏障隔離。MAX22445四通道隔離器非常適合安全、高吞吐量、緊湊的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)。其每通道電流消耗為 0.41mA，功耗為 0.74mW，1Mbps 電壓為DD在 1.8V 電壓下，功耗水平比競(jìng)爭(zhēng)解決方案低 4 倍。其吞吐量是市場(chǎng)上其他隔離器的 2 倍。憑借 10.5ns 的最大傳播延遲和 200Mbps 的最大數(shù)據(jù)速率，您可以實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集，并啟用具有寬時(shí)序裕量的高速接口。

高電壓保護(hù)

讓我們仔細(xì)看看MAX22445如何緩解高壓工業(yè)設(shè)備設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)：

冗余以提高安全性：IC具有兩個(gè)串聯(lián)的隔離柵，以及兩個(gè)芯片設(shè)計(jì)，每個(gè)芯片上有單獨(dú)的隔離柵。如果封裝內(nèi)的一個(gè)芯片出現(xiàn)問(wèn)題，另一個(gè)芯片仍可保護(hù)用戶并保持隔離柵。此配置符合 VDE 和 UL 增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)。

長(zhǎng)期可靠性：硅中的低發(fā)熱和低電子遷移可在惡劣、炎熱的工作環(huán)境中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的性能

鏈路穩(wěn)健性：該器件 200Mbps 的最大數(shù)據(jù)速率可提供快速動(dòng)態(tài)性能，從而提高時(shí)序預(yù)算和鏈路穩(wěn)健性

靈活性：對(duì)于轉(zhuǎn)向更通用的工業(yè)設(shè)備設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)人員，MAX22445為廣泛的應(yīng)用提供了靈活性，并提供較寬的電源電壓范圍

作為示例應(yīng)用，考慮MAX22445如何支持智能電表應(yīng)用，如圖2框圖所示。以下是對(duì)智能電表很重要的標(biāo)準(zhǔn)，以及MAX22445為支持這些標(biāo)準(zhǔn)而提供的規(guī)格：

增強(qiáng)隔離，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健運(yùn)行

最大 VIOWM= 1500V有效值

最大 V國(guó)際化學(xué)品管理辦公室= 10kV有效值

5kV 隔離

低功耗

低電流（0.8V 時(shí)每通道 3.3mA）

低電壓（1.7-5.5V）

低發(fā)熱

高可靠性

高動(dòng)態(tài)性能

低傳播延遲（最大 10ns），為 SPI 提供寬時(shí)序裕量

最大數(shù)據(jù)速率 = 200Mbps

圖2：采用MAX22445的智能電表應(yīng)用

因此，如果您正在設(shè)計(jì)高壓工業(yè)設(shè)備，MAX22445提供了減輕用戶相關(guān)危險(xiǎn)以及設(shè)備內(nèi)部電路的選項(xiàng)。

審核編輯：郭婷