作者：Josh Fankhauser, Maxim Integrated工業(yè)通信事業(yè)部業(yè)務(wù)經(jīng)理
自動化工廠利用可編程邏輯控制器(PLC)管理大量的傳感器以及輸出設(shè)備的輸入和控制信號。PLC通過數(shù)字輸出驅(qū)動或激勵工廠車間的各種高壓(24V+)負載，例如繼電器、燈、閥門及其他執(zhí)行器。簡而言之，這些數(shù)字輸出本質(zhì)上充當(dāng)電子控制的通/斷開關(guān)。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的不同，PLC可能使用高邊或低邊開關(guān)控制。
傳統(tǒng)設(shè)計中，中國、日本等東方工業(yè)市場普遍使用低邊開關(guān)，但隨著技術(shù)不斷的全球化，數(shù)字輸出模塊制造商正在擴展其產(chǎn)品線，以滿足各個終端市場的需求。目前，一些低端的工廠自動化設(shè)備采用的是尚未經(jīng)過優(yōu)化的分立方案，盡管非常便宜，但由于其功耗、散熱存在很大的局限性，難以滿足高端模塊產(chǎn)品對I/O密度以及總體方案尺寸的要求。
另一項需要考慮的因素是特定系統(tǒng)的保護和可靠性。當(dāng)關(guān)斷電感量較大的負載時，必須通過高壓箝位電路為耗散線圈的能量提供一條通路，以避免器件損壞。此外，在數(shù)字輸入/輸出（I/O）模塊中，每路通道的浪涌和ESD保護也必不可少。體積大而笨重的分立式TVS陣列可以提供可靠保護，但在多通道設(shè)計中會嚴重影響外形尺寸。最后，由于許多工廠自動化系統(tǒng)的高復(fù)雜度，容易引發(fā)負載電源接線錯誤的故障。
總而言之，在設(shè)計PLC (或電機控制)系統(tǒng)時，需要解決一些關(guān)鍵挑戰(zhàn)，包括：
功耗：降低功耗可實現(xiàn)更小的外形尺寸，減輕散熱設(shè)計。
可靠性：系統(tǒng)必須具有保護功能，能夠防止各種潛在危害，例如浪涌、ESD、電感負載反沖、線路錯接等故障。
方案尺寸：較大的分立元件會限制可用的電路板空間、大大降低模塊設(shè)計的I/O密度。
MAX14919是Maxim Integrated推出的數(shù)字輸入/輸出產(chǎn)品家族的最新成員。得益于每通道較低的導(dǎo)通電阻(140mΩ, 典型值)，這款具有工業(yè)保護的四通道低邊開關(guān)的功耗比競爭產(chǎn)品降低70%。器件具有±1kV/42Ω、8μs/20μs集成浪涌保護，以及±8kV接觸放電和±25kV氣隙放電ESD保護。反向電流檢測能夠防止負載電源反接，內(nèi)部高壓箝位電路支持快速負載消磁。MAX14919采用6.5mm x 6.4mm、20引腳TSSOP封裝，是PLC、分布式控制系統(tǒng)(DCS)或電機控制方案的理想選擇，幫助客戶大幅提高I/O密度，能夠與市場上的最高集成度方案抗衡。
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