在自動化工廠等工業環境中，高壓是景觀的一部分。可編程邏輯控制器 （PLC）、電機驅動器、某些電源，甚至醫療設備和電動汽車 （EV） 都具有必須保護免受這些電壓影響的電路。更關鍵的是，在這些環境中工作的人必須防止觸電。數字隔離提供了實現這兩點的方法，提供信號隔離和電平轉換，以幫助確保正確的電路操作并使用戶免受電擊。

根據行業安全標準，工業設備需要在危險的高電壓和操作員之間提供兩級隔離或加強隔離。同時，工廠設備需要長時間運行而無需維護。選擇正確的數字隔離技術是應對這些挑戰的關鍵。

隔離IC在兩個電源域之間提供完全的電流隔離，保護電路免受高共模瞬變和故障的影響，并消除接地環路。在許多應用中，數字隔離器正在取代光耦合器，因為它們可以降低功耗要求，占用更少的電路板空間，同時提供相同的隔離能力。

市場上的一些數字隔離器確實存在需要避免的缺點：高功耗、大量發熱以及引入大傳播延遲（限制系統可靠性和吞吐量）是危險信號之一。Maxim的5kV有效值增強型數字隔離器可避免這些缺點，為快速數字信號提供雙絕緣屏障隔離。MAX22445四通道隔離器非常適合安全、高吞吐量、緊湊的工業自動化系統。其每通道電流消耗為 0.41mA，功耗為 0.74mW，1Mbps 電壓為DD在 1.8V 電壓下，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 的最大數據速率，您可以實現快速準確的數據采集，并啟用具有寬時序裕量的高速接口。

高電壓保護

讓我們仔細看看MAX22445如何緩解高壓工業設備設計的挑戰：

冗余以提高安全性：IC具有兩個串聯的隔離柵，以及兩個芯片設計，每個芯片上有單獨的隔離柵。如果封裝內的一個芯片出現問題，另一個芯片仍可保護用戶并保持隔離柵。此配置符合 VDE 和 UL 增強標準。

長期可靠性：硅中的低發熱和低電子遷移可在惡劣、炎熱的工作環境中實現穩定的性能

鏈路穩健性：該器件 200Mbps 的最大數據速率可提供快速動態性能，從而提高時序預算和鏈路穩健性

靈活性：對于轉向更通用的工業設備設計的設計人員，MAX22445為廣泛的應用提供了靈活性，并提供較寬的電源電壓范圍

作為示例應用，考慮MAX22445如何支持智能電表應用，如圖2框圖所示。以下是對智能電表很重要的標準，以及MAX22445為支持這些標準而提供的規格：

增強隔離，實現穩健運行

最大 VIOWM= 1500V有效值

最大 V國際化學品管理辦公室= 10kV有效值

5kV 隔離

低功耗

低電流（0.8V 時每通道 3.3mA）

低電壓（1.7-5.5V）

低發熱

高可靠性

高動態性能

低傳播延遲（最大 10ns），為 SPI 提供寬時序裕量

最大數據速率 = 200Mbps

圖2：采用MAX22445的智能電表應用

因此，如果您正在設計高壓工業設備，MAX22445提供了減輕用戶相關危險以及設備內部電路的選項。

審核編輯：郭婷