如何才能保护24V数字输入和输出？-电子发烧友网

工业环境对控制系统的要求很高。像可编程逻辑控制器（PLC）这样的设备必须不断地与各种部件一起工作，并且尽可能少地维护和停机。然而，PLC的性能仅取决于连接到工业生态系统的数字通道的输入/输出能力。恶劣、嘈杂的环境和各种未知因素都会对数字通道可靠性的设计带来挑战，导致可能的电路损坏、停机和系统故障。近期Silicon Labs（亦称“芯科科技”）在Power Hour电源隔离系列在线研讨会上特别探讨了这类问题，Silicon Labs隔离事业部门高级产品经理Asa Kirby、应用工程师Travis Lenz和Kevin Huang并提出在复杂的工厂环境下保护 24V 数字输出和工业 PLC 输入的方法，通过使用Silicon Labs的Si834x和Si838x数字隔离器来克服特定的工业数字通道设计挑战。

工业环境挑战

工业生态系统呈现出多种可能导致数字输入和输出通道受损的情况。最常见的挑战包括：

设计空间有限，设备通常放在与其他组件共享的小机柜中。

系统寿命长，与多个供应商的组件互操作性备受考验。

未知的传感器、驱动器和电缆。

各种不同规格的电源，例如电源尺寸过小或电源有缺陷或失灵都会导致停电。

由于高电压源、共用电缆槽以及屏蔽和接地不良的长电缆线路而产生的多种噪声类型。

由于设备在极端温度下且在室外运行，温度和湿度的条件范围很广。

24小时全天候运作，控制器被期望在很少交互的情况下自动完成任务。

寿命以几十年为单位，随着时间的推移，各种技术人员添加和维护了多代组件。

输入/输出特有的挑战包括管理过载条件、驱动输出感应负载、设备兼容性和输入的装配/安装保护。工业系统必须能够处理所有这些不同的设计挑战，同时在恶劣的环境下操作。适用于工厂设备的数字隔离解决方案Si834x隔离智能开关Silicon Labs的数字隔离器为工业环境的独特挑战提供最佳解决方案。Si834x隔离智能开关是驱动电阻性和感性负载的理想选择，包括工业控制系统中常见的螺线管、继电器和灯具。它们完全符合IEC61131-2标准，因此能够与其他设备很好地互操作。每个开关都可以检测开路状态，并对过流、退磁产生的过电压（感应踢或反激电压）和过温状态进行保护。一种创新的多电压智能钳可以管理无限量的退磁能量（EAS）。Si834x隔离智能开关可用于并行或SPI输入等多种类型，基于节能和紧凑的9x9 DFN封装等优势，该器件有助于大幅减少电路板空间和设计复杂度。

Si838x隔离多通道输入隔离器Si838x隔离多通道输入隔离器是高密度、高柔性的器件，是传统光耦合器的理想替代品。它们在一个紧凑的QSOP封装中提供8个通道的24V数字接口，具有集成的安全额定隔离，与一些外部组件。这种结构提供符合IEC 61131-2开关类型1，2 或3。输入接口建立在基于CMOS的LED 仿真技术上。通过使用Silicon Labs专有的芯片隔离技术，Si838x支持高达2.5 kV的RMS耐受电压，实现高速性能，高抗噪声25kV/µs，减少随温度和年龄变化的变化，以及更好的匹配。一个Si838x隔离器可以取代八个传统的光耦合器，使它们成为空间受限的工业设施的理想解决方案。