數(shù)字隔離器，如何高效賦能工業(yè)自動(dòng)化？

在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中，PLC（可編程邏輯控制器）和 DCS（分布式控制系統(tǒng)）是兩種最為常見(jiàn)的控制技術(shù)。它們憑借著高可靠性、高靈活性與高自動(dòng)化程度等顯著優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)中發(fā)揮著不可替代的作用，并已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械臂自動(dòng)裝配、發(fā)電機(jī)功率調(diào)節(jié)、石油煉制、化工生產(chǎn)、交通信號(hào)控制與地鐵輕軌控制等眾多工控場(chǎng)景之中。

而數(shù)字隔離器，作為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中低壓控制系統(tǒng)與高壓設(shè)備進(jìn)行信息傳輸?shù)摹鞍踩珮蛄骸?，其不僅能有效阻斷高壓電氣向低壓控制系統(tǒng)的傳導(dǎo)路徑，保障操作人員與控制系統(tǒng)的安全，還能通過(guò)抑制共模噪聲與電磁干擾，確保微弱控制信號(hào)能在強(qiáng)電場(chǎng)環(huán)境中進(jìn)行準(zhǔn)確傳輸。

數(shù)字隔離器，工業(yè)自動(dòng)化的“行業(yè)剛需”

現(xiàn)階段，在工業(yè)4.0的發(fā)展浪潮下，全球制造業(yè)的智能化程度正持續(xù)加深，企業(yè)生產(chǎn)線上的底層硬件需求亦被加速重塑。通常，工業(yè)用電為220V/380V的交流電，而人體的安全電壓僅為38V，因此必須對(duì)高低壓之間的信號(hào)傳輸進(jìn)行電氣隔離。

如上圖所示，在工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)線中，PLC/DCS作為工業(yè)控制的核心，往往需要實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)傳感器的模擬量信號(hào)，并通過(guò)數(shù)字邏輯處理后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這一過(guò)程中，傳感器端的微弱電流信號(hào)與PLC主控系統(tǒng)的高壓供電之間若缺乏隔離，不僅會(huì)導(dǎo)致信號(hào)串?dāng)_，還可能因共模電壓引發(fā)致命故障。

此外，每個(gè)PLC/DCS節(jié)點(diǎn)都控制著一個(gè)至多個(gè)變送器、機(jī)械臂、變頻器、伺服等設(shè)備，而出于UL1577和IEC 61010等安規(guī)需要，任何涉及人機(jī)交互或高低壓混合的場(chǎng)景，都必須通過(guò)電氣隔離構(gòu)建安全屏障，因此這些設(shè)備同樣需要使用數(shù)字隔離器進(jìn)行電氣隔離，數(shù)字隔離器已然成為了工業(yè)控制系統(tǒng)中不可或缺的剛需品。

數(shù)字隔離器，為工業(yè)控制“保駕護(hù)航”

在工業(yè)控制系統(tǒng)中，數(shù)字隔離器主要通過(guò)電容耦合技術(shù)，在隔離電氣連接的前提下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)跨電壓域傳輸，既可保護(hù)低壓控制電路，又能確保高壓端動(dòng)作的精準(zhǔn)觸發(fā)。

而隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的深化，未來(lái)工廠對(duì)實(shí)時(shí)性、安全性和設(shè)備密度的要求將進(jìn)一步提升，因此高集成、低功耗的數(shù)字隔離器勢(shì)必將與新一代工業(yè)控制系統(tǒng)深度融合，為無(wú)人化車(chē)間、預(yù)測(cè)性維護(hù)等工控場(chǎng)景提供更強(qiáng)大的底層支撐。

例如，華普微基于二十余年Sub-GHz射頻芯片技術(shù)底蘊(yùn)與精密制造工藝自主研發(fā)的數(shù)字隔離器，不僅具有高隔離耐壓、高CMTI（共模瞬態(tài)抗擾度）、高傳輸速率、高集成度、低傳輸延遲與低成本等優(yōu)勢(shì)，還采用了獨(dú)特的“預(yù)制芯片”生產(chǎn)方案，最短僅需3天，即可完成從客戶下單到產(chǎn)品出貨的整套生產(chǎn)交付流程，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的優(yōu)化與加速。

高性能標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字隔離芯片——CMT812X（2通道）、CMT804X（4通道）與CMT826X（6通道）系列產(chǎn)品已通過(guò)UL、CSA、CQC等安規(guī)認(rèn)證，電氣隔離耐壓高達(dá)5kVrms，信號(hào)速率高達(dá)150Mbps，典型傳播延遲9ns，CMTI＞±200kV/μS，同時(shí)通過(guò)創(chuàng)新性的芯片設(shè)計(jì)和布局，還顯著增強(qiáng)了器件的電磁兼容性，可滿足系統(tǒng)級(jí)ESD（靜電放電）、EFT（電快速瞬變脈沖群）、浪涌和輻射方面的合規(guī)要求。

高性能隔離接口芯片——CMT810X（I2C）、CMT10XX（CAN）與CMT8308X（RS-485）系列產(chǎn)品已通過(guò)UL、CSA、CQC等安規(guī)認(rèn)證，電氣隔離耐壓高達(dá)5kVrms，CMTI＞±150kV/μS，且能以低功耗提供高電磁抗擾度和低輻射。

高性能隔離驅(qū)動(dòng)芯片——CMT8602X、CMT8603X系列產(chǎn)品已通過(guò)UL、CSA、CQC等安規(guī)認(rèn)證，電氣隔離耐壓高達(dá)5kVrms，CMTI＞±150kV/μS，擁有4A峰值拉電流和6A峰值灌電流，可驅(qū)動(dòng)＞2MHz開(kāi)關(guān)頻率的功率器件。

從傳統(tǒng)制造到智能工廠，從單一設(shè)備到萬(wàn)物互聯(lián)，數(shù)字隔離器雖只是其中一個(gè)微小的電子元器件，卻足以隔絕數(shù)千伏特的危險(xiǎn)電壓，為工業(yè)控制“保駕護(hù)航”。如果您正在為工業(yè)系統(tǒng)中的電氣串?dāng)_、電磁兼容與共模噪聲等問(wèn)題所頭疼，歡迎私信交流，我們提供從產(chǎn)品選型、硬件定制、認(rèn)證支持到量產(chǎn)落地的全鏈路服務(wù)。