在自動化工廠等工業(yè)環(huán)境中，高壓是環(huán)境的一部分。可編程邏輯控制器 （PLC）、電機驅(qū)動器、某些電源，甚至醫(yī)療設(shè)備和電動汽車 （EV） 都具有必須保護免受這些電壓影響的電路。更重要的是，必須防止在這些環(huán)境中工作的人員觸電。數(shù)字隔離提供了兩種方式，提供信號隔離和電平轉(zhuǎn)換，以幫助確保正確的電路操作并使用戶免受電擊。

根據(jù)行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)設(shè)備需要在危險的高壓和操作人員之間提供兩級隔離或加強隔離。同時，工廠設(shè)備需要長時間運行而無需維護。選擇正確的數(shù)字隔離技術(shù)是應(yīng)對這些挑戰(zhàn)的關(guān)鍵。

隔離 IC 在兩個電源域之間提供完整的電流隔離，保護電路免受高共模瞬變和故障的影響，并消除接地回路。在許多應(yīng)用中，數(shù)字隔離器正在取代光耦合器，因為它們可以降低功率要求并占用更少的電路板空間，同時提供相同的隔離能力。

市場上的一些數(shù)字隔離器確實有一些缺點需要避免：高功耗、顯著發(fā)熱以及引入大傳播延遲（這會限制系統(tǒng)可靠性和吞吐量）是危險信號。Maxim 最近推出了一款新的 5kV RMS增強型數(shù)字隔離器，可避免這些缺點，為快速數(shù)字信號提供雙絕緣勢壘隔離。MAX22445四通道隔離器是安全、高吞吐量、緊湊型工業(yè)自動化系統(tǒng)的理想選擇。其每通道 0.41mA 電流消耗和 0.74mW 功耗在 1Mbps 與 V DD在 1.8V 時，功耗水平比競爭解決方案低 4 倍。其吞吐量是市場上其他隔離器的 2 倍。憑借 10.5ns 的最大傳播延遲和 200Mbps 的最大數(shù)據(jù)速率，您可以實現(xiàn)快速準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集，并啟用具有寬時序裕度的高速接口。

防止高壓

讓我們仔細看看 MAX22445 如何緩解設(shè)計高壓工業(yè)設(shè)備的挑戰(zhàn)：

增加安全性的冗余：該 IC 有兩個串聯(lián)的隔離柵，以及一個雙芯片設(shè)計，每個芯片上都有單獨的隔離柵。如果封裝內(nèi)的一個裸片發(fā)生問題，另一個裸片仍會保護用戶并保持隔離屏障。此配置符合 VDE 和 UL 強化標(biāo)準(zhǔn)。

長期可靠性：硅中的低發(fā)熱和低電子遷移允許在惡劣、炎熱的操作環(huán)境中保持穩(wěn)定的性能

鏈路穩(wěn)健性：該器件 200Mbps 的最大數(shù)據(jù)速率提供了快速的動態(tài)性能，從而增加了時序預(yù)算和鏈路穩(wěn)健性

靈活性：對于轉(zhuǎn)向更通用的工業(yè)設(shè)備設(shè)計（可用于安全關(guān)鍵和非安全關(guān)鍵應(yīng)用）的設(shè)計人員，MAX22445 為廣泛的應(yīng)用提供了靈活性，并提供了寬電源電壓范圍

作為示例應(yīng)用，考慮 MAX22445 如何支持智能電表應(yīng)用，如圖1中的框圖所示。以下是智能電表的重要標(biāo)準(zhǔn)以及 MAX22445 提供的支持這些標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格：

加強隔離以實現(xiàn)穩(wěn)健運行

最大 V IOWM = 1500V RMS

最大 V IOSM = 10kV RMS

5kV 隔離

低電量

低電流（0.8mA/通道，3.3V）

低電壓（1.7-5.5V）

發(fā)熱量低

高可靠性

高動態(tài)性能

低傳播延遲（最大 10ns），適用于 SPI 寬時序裕度

最大數(shù)據(jù)速率 = 200Mbps

圖 1：采用 MAX22445 的智能電表應(yīng)用

因此，如果您正在設(shè)計高壓工業(yè)設(shè)備，MAX22445 提供了一個選項來減輕對用戶以及設(shè)備內(nèi)部電路的相關(guān)危險。

審核編輯：郭婷