監控工業系統（例如樓宇自動化或工業網絡設備）對于確保連續運行至關重要。例如，您想知道系統中的電壓是否設置在正確的閾值，或者是否存在繼電器觸點。但是，系統監控通常需要外部隔離電源。這種電源會占用大量空間，而且成本也很高，尤其是在對現場尺寸的電力需求很小的情況下。

隔離電源帶來的優勢之一是它們能夠保護電子負載以及設備操作員免受高壓，以及防止接地回路的能力。然而，對于組件越來越小的工業系統，隔離電源的尺寸是不利的。對于這些類型的系統，您如何在滿足尺寸限制的同時簡化診斷方案？在這篇博文中，我們將討論您在為工業系統供電和監控時可能遇到的挑戰，并介紹一種可以幫助您克服挑戰的新型數字隔離器。

邊緣智能需要小型、高能效 IC

讓我們以工業網絡為例來說明我們的觀點。例如，借助工業網絡技術，工廠變得更加智能和自主。智能正在走向邊緣并支持實時決策，這有助于提高制造正常運行時間和生產力。最終，機器將具有足夠的自我意識，可以在最少的人工干預下執行預測性維護或診斷和維修。推動實現真正工業融合的是底層工業電源和工業通信 IC，這些 IC 具有高能效、堅固且足夠小以適應邊緣。

為了與這些趨勢保持一致，系統監控也朝著更緊湊、集成和成本效益更高的解決方案發展。畢竟，將大型外部隔離電源集成到這樣的環境中是不切實際的。變壓器傳統上用于電源隔離，加上光耦合器或數字隔離器用于數據隔離屏障。這種分立元件的混合占用了大量的電路板空間，不適合工業網絡架構。

一種新的自供電雙通道數字隔離器提供隔離系統監控和增強的系統診斷，同時與傳統的分立方法相比，解決方案尺寸減少了 4 倍，元件數量減少了 5 倍。MAX22518提供：

集成隔離電源（220μA 時為 3.3V）

3.5kVRMS 電流隔離

兩個帶現場保護的二進制輸入

《10mA 邏輯電源消耗

3.0V 至 5.5V 邏輯電源電壓

-40°C 至 +125°C 工作溫度范圍

由于該器件的 220μA 現場側電源由邏輯側使用集成的隔離式 DC-DC 轉換器提供，因此當現場側的功率需求較小時，無需使用笨重、昂貴的外部隔離式電源。它為窗口比較器和繼電器監控電路等小型現場側電路提供足夠的電力。該設備能夠簡化診斷監控并同時提供隔離電源的關鍵是 MAXSafe ?系統架構。MAXSafe 是業界首個集成隔離式微功耗架構，可為內部芯片和設計中的簡單現場側電路提供足夠的電源。自診斷和監控發生在隔離場側。功能和狀態可以通過隔離電路傳送到設計的微控制器。隔離診斷確保可靠的通信。

圖 1. 該圖提供了使用 MAX22518 數字隔離器進行干接點遠程報警傳感和監控的示例

憑借這些特性，MAX22518 非常適合干觸點遠程報警監控，例如以太網開關和工業物聯網應用（圖 2），以及隔離現場電源窗口監控，例如電機 DC 組、電池組、AC 輸入和負極供應設計。基于分立器件（雙光耦合器、雙分立二進制輸入、隔離電源）的傳統系統監控解決方案將需要多達 15 個組件和高達 178mm 2的解決方案尺寸。相比之下，MAX22518 只有 44mm 2 并且只需要三個元件。這有助于設計人員減少電路板空間和材料清單。

對于需要模數轉換器的應用，可以考慮采用MAX14001 可配置、隔離式 10 位 ADC，它也采用MAXSafe 架構設計。MAX14001還具有可編程電壓比較器和浪涌電流控制，適用于可配置的二進制輸入應用。

審核編輯：郭婷