会社ブログについて ADI 絶縁インターフェース供給: 絶縁 CAN, 絶縁 I²C, 絶縁 SPI, 絶縁 USB

供給 ADI 隔離インターフェース:隔離 CAN,隔離 I2C,隔離 SPI,隔離 USB

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I. 孤立した CAN: 産業および自動車通信のための信頼性の高いリンク

CAN (Controller Area Network) バスは,高度な信頼性で知られる産業自動化と自動車電子機器で最も広く使用されるシリアル通信プロトコルの一つです.マスター通信と強い欠陥耐性しかし,高電圧産業環境や自動車高電圧システムなどのシナリオでは,CANバスノード間の共通モード電圧は数百ボルトに達する可能性があります.標準的な CAN トランシーバーは,そのような干渉に耐えられない.通信中断や部品の損傷に易くなりますADIの隔離された CAN インターフェース製品は,CAN プロトコルの主要な利点を維持しながら,電気隔離を達成するために磁気隔離技術を使用します.上記の問題を効果的に解決する.

1基本技術と製品特性

ADIの隔離された CAN 製品は主にiCoupler磁気隔離技術を使用する.この技術は,ウェーファーレベルのトランスフォーマーを通じて接触式信号伝送を可能にします.伝統的な光結合器に含まれる光発光ダイオードと光検出器の交換温度漂流,老化,重要な伝送遅延などのオプトコップラーに関連する欠点を回避する.ADM2483 と ADM3053 のような古典的な製品を例に基本特徴は以下のとおりです.

- 高い隔離性能: 隔離電圧は最大5kVRMSに対応し,隔離電圧は1分間2,500VRMSに対応します.UL 1577 と VDE 0884 などの権威ある規格に認定この装置は,高電圧と低電圧の両側間の電気干渉を効果的に隔離し,低電圧制御回路の安全性を保証します.

- CAN プロトコル 規格との互換性: ISO 11898-2 規格に完全に準拠し,標準 CAN と CAN FD (特定の製品) をサポートする5 Mbps (CAN FD) までのデータ転送速度産業分野や自動車システムの高速通信要件を満たす.

- 低電力消費と広い温度範囲:電流は4.5mA以下で,待機電力の消費量はほとんどなく,バッテリー駆動アプリケーションに適しています.動作温度範囲は-40 °Cから105 °C-40 °Cから +125 °Cまで対応する製品があり,高温の産業環境や車内外の極端な温度に対応できる.

- 総合的な保護機能: バス短回路保護,熱停止保護,過電圧保護など,組み込み保護機能があります.CAN バスの短回路または過電圧の場合障害を防ぐためにデバイスは自動的に保護状態に入ります.一部の製品には故障診断出力も搭載されており,システムによる通信状態のリアルタイムモニタリングが容易になります..

2典型的な応用シナリオ

隔離されたCANは,ADIの隔離インターフェースの範囲内で最も広く使用される製品の一つです.主要なアプリケーションシナリオには,PLCなどの機器のための通信リンク隔離,変頻駆動装置電池管理システム (BMS) とモーターコントローラ間の通信隔離自動車用電子機器部門における車載充電器 (OBC) と車両制御ユニット (VCU)配送ネットワーク自動化端末,充電点,太陽光発電のインバーターなどの設備の信号伝送隔離リフト制御などのアプリケーションで重要な役割を果たします複雑な電磁環境における安定したシステム運用を保証する.

II.孤立したI2C:低速短距離通信のための隔離ソリューション

I2C (Inter-Integrated Circuit) は,数少ないピン,シンプルな配線,複数のマスターデバイスをサポートする2本のワイヤのシリアル通信バスです.センサーなどの周辺機器間の短距離通信に使用されています.しかし,産業環境や医療機器では,この装置は,主制御ユニットと周辺機器の間に共通モードの電圧干渉がある可能性があります.標準的なI2Cインターフェースではデータパケット損失や通信障害などの問題を引き起こします.隔離機能を統合することで短距離通信.

1基本技術と製品特性

ADIの隔離型I2C製品もiCoupler磁気隔離技術に基づいています.一部の製品にはさらにisoPower隔離型電源が組み込まれています.信号と電源の隔離の両方の統合設計を達成するADUM1250やADUM3250などの製品を例に挙げると,その主な特徴は以下のとおりである.

- 双方向隔離通信: I2Cバス上のSDA (シリアルデータ) とSCL (シリアルクロック) の両方向隔離をサポートします.標準モード (100 kbps) をサポートする,高速モード (400kbps) と高速モード (3.4 Mbps) は,異なるデータレート要件に対応します.

- 統合された隔離電源の利点:一部のモデルには isoPower 隔離 DC-DC 変換器が組み込まれ,隔離電源出力は最大 500 mW に達します.単離電源回路の必要性を排除するシステム設計を大幅に簡素化し,PCBフットプリントとコストを削減する.

磁気隔離技術により,優れた電磁気干渉 (EMI) と電磁気互換性 (EMC) の性能が提供されます.装置が産業環境におけるパルス騒音や波動干渉に耐えるようにし,データ送信の正確性を確保する; 隔離電圧は2500VRMSに対応し,医療および産業用アプリケーションの安全隔離要件を満たしています.

- コンパクトパッケージ:SOICやMSOPなどのコンパクトパッケージを使用するこれらのデバイスはPCBスペースを最小限に占めており,携帯デバイスやコンパクト産業モジュールの設計要件に適しています.静止電流はマイクロアンペア範囲まで低く,バッテリー駆動の携帯医療機器やIoT端末に最適です.

2典型的な応用シナリオ

隔離されたI2Cは主に隔離が必要な低速短距離通信シナリオで使用されます.医療機器部門では,患者モニターなどのデバイス,血糖計と電動心電図センサーと主制御ユニットとの隔離された通信を可能にするため,高電圧信号が患者に害を与えるのを防ぐ.産業用センサー (温度) のような装置の内部通信隔離用消費電子機器の分野では,スマートホームデバイスやウェアラブルなど,周辺機器と主制御チップの隔離を備えるため装置の安全性と干渉耐性を向上させる.自動車用電子機器のアプリケーションでは,車内のセンサーや計測器を含む,高電圧と低電圧の両側間の安全な通信を可能にするために,隔離されたI2Cも使用できます..

III. 隔離されたSPI:高速シリアル通信のための隔離ソリューション

SPI (Serial Peripheral Interface) は高速の同期シリアル通信インターフェイスで,高速なデータレート,シンプルなプロトコル,フルデュプレックス通信をサポートする.ADC のような高速周辺機器との通信に広く使用されていますDAC,メモリとディスプレイコントローラとメイン制御チップ.高速SPI通信はより深刻な電磁気干渉に直面します高電圧と低電圧の両側間の電気隔離が緊急に必要である. ADIは,高いデータ速率と優れた隔離性能を持つ,孤立したSPIインターフェース製品,高速シリアル通信を隔離するための理想的な選択です.

1基本技術と製品特性

ADIの分離型SPI製品は,iCoupler磁気分離技術に基づいています.SPIインターフェースの多線性に対応するため (通常は4つのライン:SCK,MOSI,MISOおよびCSを含む),複数のチャンネルを隔離する設計で,すべての信号チャンネルを隔離するADUM1401 と ADUM3401 のような製品を例に挙げると,その主な特徴は以下のとおりです.

- 高速通信能力:データ転送速度は最大50 Mbps,一部の製品では100 MbpsまでサポートADC のような高速周辺機器の通信要件を満たす効率的なデータ転送を確保するためにフルデュプレックス通信をサポートします.

- 多チャンネル隔離設計: 4チャネル隔離 (一部の製品では2または6チャネルをサポート) を提供します.SPI インターフェイスの4ワイヤ構成 (SCK) の隔離要件に柔軟に適応できるようにMOSI,MISO,CS);一部の製品は,異なる周辺機器の通信プロトコルに対応するための柔軟なチャネル構成もサポートする.

- 高い信頼性と安定性:磁気隔離技術により,光学部品の老化がなくなり,送信遅延は低く安定しています.最大遅延がわずか数ナノ秒で過剰な遅延による通信同期問題を防ぐ. 隔離電圧は2500VRMSをサポートし,ULとVDEなどの権威ある認証を通過しています.高電圧と低電圧の両側で電気安全を確保する.

- 広範囲の電源電圧範囲: 3. 3V と 5V を含む複数の電源電圧をサポートし,さまざまなマスターチップと周辺機器の電源要求を満たします.内蔵レベル変換機能により,異なる電圧領域間の信号の隔離とレベル変換が可能システム設計を簡素化する.

2典型的な応用シナリオ

隔離されたSPIは,隔離とデータレートの両方が重要な高速シリアル通信シナリオで主に使用されます.産業制御部門の高速データ取得システム (ADCと主制御チップの隔離通信)電力・エネルギー分野では,電源・電源・電源・電源・電源・電源高速電源装置と光伏インバーターの制御ユニット間の通信隔離を保証する自動車用電子機器では,高速周辺機器と機内カメラの主な制御チップとの隔離通信のために,乗用車内のエンターテイメントシステムと高度なドライバーアシスタントシステム (ADAS)さらに,航空宇宙分野における医療機器および電子機器の高速データ収集モジュールでは,孤立したSPIも高速データ収集を実現するために使用できます.安全なシリアル通信.

IV. 単一のUSB:普遍的なシリアル通信のための単一のアップグレード

USB (Universal Serial Bus) は,現在最も広く使用されている汎用シリアル通信インターフェースで,プラグアンドプレイと高速データ転送をサポートしています.コンピュータに広く使われています産業機器,医療機器,消費電子機器などにUSB インターフェイスの電気隔離の必要性はますます緊急になってきています例えば,医療機器がコンピュータに接続されている場合,患者の安全を確保するために高電圧信号は隔離されなければならない.データの安定性を確保するために,フィールドの干渉は隔離されなければならない.ADIの隔離型USBインターフェイス製品は,隔離機能を統合することで,USB通信のための安全で信頼性の高いソリューションを提供します.

1基本技術と製品特性

ADIの孤立USB製品は,iCoupler磁気隔離技術とisoPower統合隔離電源技術に基づいています.USB信号の完全な隔離を達成し,同時にUSB標準プロトコルと互換性を維持するADUM4160 と ADUM3160 のような製品を例に挙げると,その主な特徴は以下のとおりです.

- USB標準プロトコルとの互換性:USB 2.0標準と完全に互換性があり,低速 (1,5 Mbps) と全速 (12 Mbps) のデータ転送をサポートする.一部の製品は高速通信 (480 Mbps) をサポートする.既存の通信プロトコルやソフトウェアを変更する必要なく,標準的なUSBインターフェイスを直接置き換えることができます.

- 統合隔離設計:iCoupler磁気隔離技術とisoPower隔離電源を組み込み,USB信号 (D+,D-) と電源の二重隔離を実現する.追加の隔離電源回路の必要性をなくし,システム統合を簡素化する; 隔離電圧は2500VRMSに対応し,医療および産業用アプリケーションの安全隔離要件を満たします.

- 総合的な保護機能:D+およびD-線に組み込まれた短回路保護機能は,USBインターフェースの電磁放電 (ESD) 干渉に対する防御を提供します.ESD性能が ANSI/ESD STM5 に準拠する.1-2007規格により,インターフェイスの耐久性と信頼性が向上します.一部の製品は過熱による損傷を防ぐために,熱停止保護も備えています.

- 広範囲の温度と低電力消費: 動作温度範囲は-40°Cから105°Cまで,工業用および自動車用アプリケーションにおける極端な温度環境に適している低消費電力の設計で,低待機電流は,携帯デバイスや電池駆動のシナリオに理想的です. コンパクトなパッケージは小型化デバイスの設計要件を満たします.

2典型的な応用シナリオ

隔離されたUSBは主に,隔離が不可欠なUSB通信を必要とするシナリオで使用されます.医療機器部門では,患者のモニター間の通信隔離,超音波機器産業部門では,産業機器の稼働中に通信隔離のために,データ取得産業環境からの干渉がデータ伝送に影響を及ぼすのを防ぐため,PLCとホストコンピュータの間で,機内診断システム (OBD) の間の通信隔離のためにさらに,スマートホームデバイスやウェアラブルを含む消費者電子機器,航空宇宙および鉄道輸送部門において,隔離されたUSBも安全で信頼性の高い普遍的なシリアル通信を達成するために使用できます.