JAJY123A January   2021  – June 2022 AMC1300 , AMC1302 , AMC1302-Q1 , AMC1305M25-Q1 , AMC1306M25 , AMC1311 , AMC1311-Q1 , AMC1336 , AMC1336-Q1 , AMC1350 , AMC1411 , AMC3301 , AMC3301-Q1 , AMC3330 , AMC3330-Q1 , AMC3336 , AMC3336-Q1 , ISOW1044 , ISOW1412 , ISOW7741 , ISOW7840 , ISOW7841 , ISOW7841A-Q1 , ISOW7842 , ISOW7843 , ISOW7844 , UCC12040 , UCC12041-Q1 , UCC12050 , UCC12051-Q1 , UCC14240-Q1 , UCC21222-Q1 , UCC21530-Q1 , UCC21540 , UCC21710-Q1 , UCC21750-Q1 , UCC23513 , UCC25800-Q1 , UCC5870-Q1

 

  1.   概要
  2.   Authors
  3.   3
  4.   ガルバニック絶縁とは
  5.   高電圧ガルバニック絶縁に関する注意事項
  6.   絶縁方法
    1.     光絶縁
    2.     容量式絶縁
    3.     磁気式絶縁
    4.     ソリューションのサイズとコストを削減しながら絶縁の要求を確実に実現
    5.     EV アプリケーション
    6.     グリッド・インフラストラクチャ・アプリケーション
    7.     ファクトリ・オートメーション・アプリケーション
    8.     モーター・ドライブ・アプリケーション
  7.   まとめ
  8.   その他の資料

ファクトリ・オートメーション・アプリケーション

プログラマブル・ロジック・コントローラ (PLC) は、センサまたはトランスミッタから受け取ったデータを処理し、アイソレータを通じてマイコン (MCU) に送信します。フィールド側の電圧は通常は 24V であり、グランド・ループを断ち切るには、通常は基本絶縁で十分です。100VRMS~500VRMS という動作電圧、および 2.5kVRMS という絶縁電圧の組み合わせは、大半の低電圧 PLC アプリケーションにとって十分良好な値です。沿面距離と空間距離の小さい各種パッケージは、スペース制約が厳しいこの種のアプリケーションにとって望ましい選択肢です。

デュアル・チャネル 24V~60V の ISO1212 デジタル入力レシーバは、精密な電流制限、保護回路、絶縁を 1 つのパッケージに統合して部品点数の削減と性能向上を実現し、PLC デジタル入力の設計を簡略化および改善できるように設計されています。本デバイスは、長寿命の SiO2 絶縁バリアを統合することで、またシステム基板の温度を低減することでも信頼性を向上させています。

Sub-1W、16 チャネル絶縁型デジタル入力モジュールのリファレンス・デザインは、1W 未満の内蔵入力電源を使いながら、IEC 61000-4-2 に規定された静電放電、電気的高速過渡、サージ・イベントに耐えるよう設計されています。各チャネルは、最大 ±60V の入力電圧に耐えることができます。

図 13 に示す PLC デジタル入力モジュール内で、シリアライザと、アイソレータのフィールド側に対して、5V または 3.3V の電源電圧から電力を供給する必要があります。絶縁型電源、または電源内蔵型のデジタル・アイソレータは、マイコン側で必須のバイアスを供給するので、フィールド側で個別の電源を用意する必要はなくなります。PLC アナログ入力モジュールは、アナログ入力フロント・エンド、さらには ISO7741 などのデジタル・アイソレータを通して信号を処理し、マイコンへと送信します。

図 13 絶縁型のデータと電力を取り扱う PLC デジタル入力モジュール

ファクトリ・オートメーションのもう 1 つの課題は、フィールド・トランスミッタの絶縁に関係しています。システム全体には 4mA~20mA の電力が供給されるため、ゼロスケール値がシステムの最大割当量 (通常は 3.3mA 未満) を決定します。

従来の絶縁ソリューションではチャネルあたり 500µA~1mA が消費される可能性があるため、絶縁バリアを越える通信線の数を最小限に抑えるか、またはデータ転送速度を下げる必要があります。ISO7041 ファミリは、小型パッケージに 2~4 つの超低消費電力デジタル・アイソレータ・チャネルを内蔵しており、チャネルあたり 3.5μA の低消費電力、最大 4Mbps のデータ・レート、–55℃~125℃の温度範囲、TI の SiO2 誘電体絶縁による安定性と信頼性の利点を実現しています。低消費電力アプリケーション向け絶縁型電源およびデータ・インターフェイスのリファレンス・デザインでは、ISO7041 を 4mA~20mA トランスミッタに応用した例を示します。