Jste zde

Lehce se spínají, hůře už ničí. Nové SSR mají osm kanálů a izolační bariéru k tomu

První high-side spínače s galvanickým oddělením a čistě vysokofrekvenční komunikací mezi svými logickými bloky v rámci jediného pouzdra nešetří jen místo na desce. Svým provedením totiž zvyšují odolnost průmyslových systémů vůči rušení.
Novinka v podobě izolovaných spínačů napájecího napětí na jeho vyšší straně, jinak také 8násobných polovodičových relé v „pevné fázi“ – Solid State Relay –, pochází z dílny STMicroelectronics, kde také nese označení ISO8200B (Galvanic isolated octal high-side smart power solid state relay) a taktní předurčení pro oblast průmyslové automatizace, např. takové PLC.
 
Elektronická relé SSR jsou součástky, jejichž původní funkcí bylo nahrazovat relé elektromechanická, zejména pak ve výkonových aplikacích, kde měla z důvodů malé životnosti mechanických kontaktů, rozpínajících většinou zátěže indukčního typu, nahradit prvky mechanické.
 
 
Abychom mohli v průmyslových podmínkách ochránit logicky řízené obvody před rušením z výkonové části a zároveň též zajistit potřebnou míru bezpečnosti, bude v případě spínačů vyžadováno fyzické, resp. galvanické oddělení. Jako výchozí prvek se pro tyto účely mnohým patrně vybaví tradiční, samostatné optočleny, které však na deskách plošných spojů zabírají místo navíc a ještě k tomu „trpí“ stárnutím, kdy zejména ve spojitosti s teplotou dochází k jejich postupné degradaci.

 
Jak jsme již naznačili, reakce tentokrát přišla ze společnosti ST, která se rozhodla v rámci jediného pouzdra sloučit výkonovou část, galvanicky oddělenou od vstupních logických obvodů, a pro vzájemnou komunikaci skrz izolační vrstvu využít vf spoje. Podle slov výrobce by se tak mělo vše kladně podepsat pod výslednou odolností vůči rušení a tudíž i spolehlivé, robustní „vystupování“ výkonové součástky.

 
Na přiložených obrázcích můžeme vidět vnitřní uspořádání spínacího prvku ISO8200B, ve kterém se mezi dané logické struktury vkládá izolační vrstva. Vstupy tak můžeme rovnou připojit k mikrokontroléru či FPGA (Field Programmable Gate Array), zatímco na straně výstupu budeme počítat s osmi kanály, propojenými s jakýmkoli druhem zátěže (oproti zemi), ať už induktivní, kapacitní či odporovou. Z hlediska RF imunity bude SSR vyhovovat standardu IEC 61000-4-3.

Dvojice spínačů ISO8200B, provozovaných v synchronním režimu
 
V porovnání s klasickým řešením v podobě optočlenů lze s tímto integrovaným obvodem dosahovat relativně nízké klidové spotřeby. Za dalším snižováním energetických ztrát ISO8200B stojí též malý odpor v sepnutém stavu integrovaných spínačů, RDS(on), který bude při pokojové teplotě dosahovat 120 mΩ, resp. 240 mΩ pro případ jejího zvýšení na +125 °C.
 
Nabídka „inteligentních“ spínačů, pracujících na vyšší straně napájení, od ST zahrnuje jednokanálové nebo též vícestupňové, bipolární či MOSFETové výstupní prvky pro buzení induktivních, kapacitních nebo odporových zátěží. Diagnostická zpětná vazba pro CPU a četné využívání elektrických ochran z nich činí prakticky nezničitelné obvody, vhodné pro průmyslové aplikace. Pracují se širokým napěťovým rozsahem od 5,5 V až do 50 V.
 
Spínače skupiny IPS (Intelligent Power Switch) ISO8200B z hlediska doplňkových funkcí nabízí vestavěnou podporu rychlé demagnetizace induktivních zatěží – motory, ohřev apod. Nechybí zde ani integrovaná ochrana pro případ překročení teploty, zkratu, podpětí, stejně tak i přepětí, „výpadku“ země či přerušení napájecího napětí. Přímé sledování bezchybné činnosti umožňuje „chybový“ výstup.

Pro zájemce z řad vývojářů, kteří budou ochotni při odběru 1 000 ks zaplatit za jedno elektronické relé s izolační bariérou a osmi kanály v pouzdrech typu PSO36 něco od $3.50, jsou k dispozici již nyní.
 


 

Download a odkazy:

 
 
Hodnocení článku: