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什么是隔離數(shù)字輸入？

本文作者：德州儀器點擊： 2019-06-27 08:16

前言：

雖然隔離數(shù)字輸入和數(shù)字隔離器聽起來很相似，但實際上它們之間存在一些顯著差異。閱讀本博文后，希望您能夠輕松分辨出兩個隔離功能之間的區(qū)別。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)

數(shù)字隔離器充當(dāng)提供電流隔離數(shù)字信號路徑的基本（或通常是加強型）功能。來自德州儀器（TI）的隔離結(jié)構(gòu)是電容性的，其絕緣屏障由我們互補的金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）工藝技術(shù)構(gòu)建的兩個高壓電容器組成。高頻載波通過隔離柵從初級側(cè)到次級側(cè)通信，而我們的數(shù)字隔離器能夠承受高達12.8 kV的施加浪涌電壓和1.5 kV的工作電壓，而不會破壞雙電容屏障。數(shù)字隔離器的一個關(guān)鍵組件是基本或加強型隔離電壓。

圖1：數(shù)字隔離器

隔離數(shù)字輸入充當(dāng)提供從傳感器輸入或其他輸入類型到主機控制器接口的邏輯輸出的電流隔離的基本功能。與數(shù)字隔離器不同，隔離數(shù)字輸入的輸入級（如圖2所示）包括用戶設(shè)置輸入閾值和集成電流限制，允許9V至60V范圍內(nèi)的輸入電壓轉(zhuǎn)換為邏輯輸出。在最簡單的形式中，隔離數(shù)字輸入用作隔離比較器，具有一些易于設(shè)計的附加功能。

圖2：隔離數(shù)字輸入

使用差異

數(shù)字隔離器通常用于信號路徑中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）或數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換器

與主機控制器或微控制器（MCU）之間。數(shù)字隔離器也常見于給定系統(tǒng)的隔離電源功能中。

隔離數(shù)字輸入專門設(shè)計為數(shù)字輸入接收器，用于可編程邏輯控制（PLC）、電機控制和電網(wǎng)應(yīng)用，以實現(xiàn)場側(cè)輸入和主機控制器之間的接口。隔離數(shù)字輸入是面向場側(cè)輸入，可輕松配置用于匯和源應(yīng)用。集成電流限值可在較高輸入電壓環(huán)境下最大限度地降低輸入的熱分布，并通過簡易外部電阻設(shè)置，以符合國際電工委員會（IEC）61131-2的I、II或III型開關(guān)。附加電阻設(shè)置輸入電壓閾值；可使用在線計算器輕松選擇電阻。

電源差異

數(shù)字隔離器需要初級和次級側(cè)電源。在圖3中，隔離電源為ADC以及連接ADC的數(shù)字隔離器的“場側(cè)”供電。

圖3：ISO7741隔離MCU和ADC通信

隔離數(shù)字輸入僅需要次級側(cè)電源。在ISO1211（圖4）和ISO1212隔離數(shù)字輸入中，場側(cè)由輸入供電，因此無需場側(cè)電源。與其他分立解決方案相比，此方案更易于前端設(shè)計。

圖4：ISO1211配置為PLC數(shù)字輸入模塊

我們的新型隔離數(shù)字輸入是TI諸多創(chuàng)新方式中的一個示例。TI正使得全球最強大、最可靠的隔離解決方案變得更容易，更高效。

其他資源
• 通過應(yīng)用指南“如何簡化隔離式24 V PLC數(shù)字輸入模塊設(shè)計”，了解如何簡化隔離設(shè)計。
• 閱讀應(yīng)用指南“多通道高壓數(shù)字輸入模塊的空間節(jié)省設(shè)計技術(shù)”，了解有關(guān)隔離設(shè)計技術(shù)的更多信息。

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