在工業(yè)系統(tǒng)中，根植于設備內部的現(xiàn)場故障可能是自動化工廠持續(xù)正常運行時間或生產力損失的耗資期之間的差異。信號監(jiān)控是必不可少的，無論您是否需要檢測電壓是否處于正確的閾值、是否存在繼電器觸點或其他情況。高壓現(xiàn)場側電路和低壓邏輯側電路之間的電源和數(shù)據隔離可以有利于防止故障，消除兩側之間的噪聲和接地回路，并總體上確保設備的運行安全。

工程師利用多種方法來完成診斷監(jiān)測，盡管這些方法通常是耗時和/或昂貴的。例如，許多人選擇集成電容器和二極管等分立元件來管理電壓和電流。這種方法不僅需要設計這些分立電路，而且還需要進行大量調試以查明系統(tǒng)中錯誤的確切來源。

至于電源隔離，傳統(tǒng)上使用變壓器，為了創(chuàng)建數(shù)據隔離屏障，光耦合器（或數(shù)字隔離器）開始發(fā)揮作用。雖然這些分立方法很有效，但它們占用了大量的電路板空間并且設計成本很高。例如，考慮高壓監(jiān)控系統(tǒng)中的典型數(shù)據和電源隔離方案。在這里，您可以使用模數(shù)轉換器 （ADC） 對高場側電壓進行采樣，并以四線串行外設接口 （SPI） 的形式生成數(shù)字輸出。位于 ADC 和微控制器單元 （MCU） 之間的數(shù)字隔離器電路將現(xiàn)場側數(shù)字信號傳輸?shù)竭壿媯?MCU。另一方面，ADC，隔離器，

如果您的系統(tǒng)診斷監(jiān)控以及數(shù)據和電源隔離功能已經集成到您的工業(yè)通信電路中會怎樣？

集成隔離式微功耗架構

Maxim Integrated 的一種名為 MAXSafe 的新系統(tǒng)架構有助于簡化診斷監(jiān)控，同時還提供隔離電源。MAXSafe 是業(yè)界首個集成隔離式微功率架構，可提供高達 250μA 的電流，足以為設計中的內部芯片和簡單的現(xiàn)場側電路供電。該架構的現(xiàn)場側電源采用專有隔離技術開發(fā)，由邏輯側使用集成的隔離式 DC-DC 轉換器提供。當現(xiàn)場側的電力需求較小時，這種方法消除了笨重、昂貴的外部隔離電源。自診斷和監(jiān)控位于隔離場側。功能和狀態(tài)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。

MAXSafe 架構提供：

與使用傳統(tǒng)隔離電源相比，節(jié)省 4 倍空間

通道密度增加超過 2 倍

圖2中的圖表說明了 MAXSafe 架構?？刂贫耸且粋€ 3.3V 至 5.5V 的電源。隔離式 DC-DC 轉換器是 MAXSafe 架構的一部分，可為現(xiàn)場側電路提供高達 250μA 的電流，足以為內部和外部電路供電。

圖 2. 通用 MAXSafe 架構圖。

您可以在MAX14001 / MAX14002隔離式單通道 10 位 ADC 中找到 MAXSafe 架構。這些器件具有可編程電壓比較器和浪涌電流控制，針對可配置二進制輸入應用進行了優(yōu)化。他們有 3.75kV RMS二進制輸入端（現(xiàn)場端）和比較器輸出/SPI端（邏輯端）之間的集成隔離。集成到設備中的 DC-DC 轉換器為現(xiàn)場側電路供電，因此即使沒有輸入信號，您也可以運行現(xiàn)場側診斷。ADC 持續(xù)將隔離柵場側的輸入電壓數(shù)字化，將數(shù)據通過隔離柵傳輸?shù)狡骷倪壿嫸?，在邏輯端將輸入電壓的幅度與可編程閾值進行比較。圖 3提供了 MAX14001/MAX14002 的框圖。

在設計解決方案“具有集成 DC-DC 轉換器的隔離式 ADC 簡化現(xiàn)場側電路”中了解有關這些器件的更多信息。

圖 3. MAX14001/14002 隔離單通道 ADC 框圖 使用集成微功率 DC-DC 轉換器和數(shù)字隔離器和輸入實現(xiàn) MAXSafe 架構。

Maxim 將繼續(xù)擴展其采用 MAXSafe 架構的工業(yè)通信 IC 產品組合。請繼續(xù)關注未來的 MAXSafe 產品，以便在簡化診斷的同時為您的內部電路供電。

審核編輯：郭婷