Isolatori digitali ad alta velocità per l'automazione industriale

Toshiba Electronics Europe lancia la serie DCL54xx01A, un portafoglio di isolatori digitali a quattro canali progettati per i controllori logici programmabili (PLC) e i sistemi di controllo motori. Questo hardware a semiconduttore fornisce una trasmissione continua dei dati e immunità al rumore per le apparecchiature di automazione industriale che operano in condizioni termiche estreme.

Mantenimento dell'integrità del segnale in ambienti ad alta rumorosità
Le apparecchiature industriali che utilizzano dispositivi di potenza a commutazione rapida incontrano frequentemente livelli elevati di rumore di modo comune, che possono disturbare i segnali di controllo digitali. Per mitigare questa interferenza elettrica, la serie DCL54xx01A impiega una tecnologia di isolamento ad accoppiamento magnetico, raggiungendo una tipica immunità ai transitori di modo comune (CMTI) di 150 kV/µs. Questa elevata CMTI garantisce una trasmissione affidabile dei dati attraverso le barriere di isolamento negli azionamenti a frequenza variabile, nelle interfacce di ingresso/uscita (I/O) e negli alimentatori a commutazione (switched-mode power supplies). Inoltre, gli isolatori operano in un intervallo termico compreso tra -40 °C e +125 °C, supportando l'impiego in siti industriali ad alta temperatura dove i componenti commerciali standard potrebbero subire un degrado termico.

Specifiche dei dispositivi e architetture di trasmissione
La serie DCL54xx01A supporta velocità di trasmissione dati continue fino a 150 megabit al secondo (Mbit/s) operando con una tensione di alimentazione compresa tra 2,25 V e 5,5 V. Durante il funzionamento, l'hardware fornisce una tensione di isolamento di 5.000 Vrms per un minuto. Gli isolatori riducono al minimo gli errori di temporizzazione del sistema con un tipico ritardo di propagazione di 10,9 nanosecondi (ns) e una distorsione dell'ampiezza dell'impulso di 0,8 ns.

Per supportare un'ampia gamma di interfacce di comunicazione isolate all'interno dell'ecosistema di dati industriali, i dispositivi sono alloggiati in package SOIC a 16 pin wide-body (16 W SOIC). Gli ingegneri hardware possono specificare configurazioni della direzione di trasmissione di 4:0, 3:1 o 2:2 (trasmissione bidirezionale), insieme a vari stati di uscita predefiniti e opzioni di controllo dell'attivazione. Questi componenti completano i precedenti isolatori digitali a media velocità, che operano a un massimo di 25 Mbit/s in package SSOP16 compatti, fornendo opzioni hardware scalabili basate su requisiti specifici di incapsulamento e larghezza di banda.

Contesto aggiuntivo
Questa sezione descrive in dettaglio le specifiche tecniche e il benchmarking competitivo non inclusi nel comunicato stampa originale.

Gli isolatori digitali a quattro canali standard per applicazioni industriali sono ampiamente prodotti da produttori di semiconduttori come Texas Instruments (es. serie ISO774x) e Analog Devices (es. serie ADuM14x). Un benchmark oggettivo primario per questi dispositivi è il valore di immunità ai transitori di modo comune (CMTI), la tensione di isolamento e la velocità massima dei dati supportata.

Mentre gli isolatori ottici tradizionali offrono tipicamente velocità di trasmissione dati inferiori e si degradano nel corso di cicli di vita operativi prolungati, gli isolatori digitali magnetici o capacitivi sostengono larghezze di banda maggiori e una maggiore affidabilità. Ad esempio, gli isolatori digitali capacitivi standard della concorrenza forniscono spesso velocità dati di circa 100 Mbit/s con un valore CMTI compreso tra 85 kV/µs e 100 kV/µs. Raggiungendo i 150 Mbit/s e una CMTI di 150 kV/µs attraverso l'accoppiamento magnetico, l'architettura DCL54xx01A risponde direttamente alle rigide tolleranze di temporizzazione e di reiezione del rumore richieste dai moderni sistemi di alimentazione a commutazione rapida in carburo di silicio (SiC) o nitruro di gallio (GaN).

Edito da Aishwarya Mambet, redattrice di Induportals, con il supporto dell’IA.

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