La cartera de aislamiento de Silicon Labs incluye controladores de puerta, sensores de corriente, indicadores FET y aisladores digitales CMOS. Con la experiencia de Silicon Labs en aislamiento y tensión, estas soluciones de circuitos integrados de señal mixta mejoran el rendimiento del sistema de potencia, la flexibilidad y la confiabilidad.
Control del motor
Las aplicaciones de control y accionamiento del motor constan de tres segmentos principales: control, potencia y comunicaciones.
La parte del control consta de una MCU o FPGA y componentes como circuitos de detección de corriente/tensión.
La etapa de potencia consta de un suministro de CA de alta tensión, conversión a una tensión de CC de enlace e interruptores de potencia como MOSFET o IGTB o, en un nivel superior, SiC. Estos interruptores de potencia modulan la tensión de CC según las señales que la MCU envía, para invertirla a una señal de CA que energiza el motor para maximizar la eficiencia, sin dejar de proporcionar el nivel óptimo de torsión y/o velocidad, según lo requiera el sistema.
Normalmente, la etapa de comunicación consiste en un transceptor RS-485 (o CAN) que ayuda a conectar esta unidad de control del motor con un controlador maestro que puede regir muchas unidades del mismo tipo en un entorno fabril. Todas estas etapas requieren de aislamiento para garantizar la seguridad y la inmunidad al ruido. Silicon Labs ofrece productos robustos y diferenciados para cada uno de los segmentos que se listan a continuación.
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Producto |
Etapa |
Objetivo |
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Potencia |
Controladores de doble puerta con protección de tiempo muerto y superposición para accionar MOSFETS |
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Potencia |
Controladores IGBT simples con protección de pinza DESAT y Miller y opción de CC-CC integrada para suministro del controlador |
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Control |
Amplificador analógico para detección de tensión diferencial en toda la derivación para detección de corriente |
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Comunicaciones |
Aislador digital de múltiples canales para aislamiento de transceptores RS-485 (o CAN) |
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Comunicaciones |
Aislador digital de múltiples canales con CC-CC integrada para aislamiento de transceptores RS-485 (o CAN) |
Controlador lógico programable
Se usan controladores lógicos programables (PLC) en sistemas de automatización industrial para controlar las máquinas, tales como tornos y taladros CNC, además de aplicaciones de control de procesos en plantas de fabricación.
Son varios los desafíos que los fabricantes de PLC deben afrontar. Una de sus principales preocupaciones es hacer que los sistemas sean compactos sin perder la capacidad de admitir hasta 128 canales por placa. Los parámetros del sistema varían según la geografía, lo cual agrega un desafío más a la fabricación. Cada vez más aplicaciones de control de servomotores se realizan mediante PLC, lo que genera la necesidad de capacidades de alta velocidad.
El Si838x es una solución altamente específica para entradas de PLC que brinda un dispositivo integrado aislado, de múltiples canales, bipolar y de alta velocidad en un paquete compacto. Además, el aislamiento también es necesario para la comunicación con otros nodos en la red de automatización de una fábrica. Los aisladores de múltiples canales, como el Si86xx y el Si88xx, son buenas soluciones.
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Familia |
Objetivo |
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Entrada digital de 24 V, cumple con IEC61131-2 |
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Controlador de salida digital de 24 V, cumple con IEC61131-2 |
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Controlador FET con transferencia de energía para reemplazo de SSR |
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Comunicación con transferencia de energía para transceptores de bus de campo |
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Comunicación del sistema y aislamiento de ADC/DAC |
Comunicaciones
Todo el sistema industrial se puede monitorear o controlar a través de un bus de comunicación. El bus está aislado con aisladores digitales y aisladores digitales con convertidores de potencia CC/CC integrados como el Si86xx y el Si88xx.
Suministros de energía
Los sistemas de suministro de energía aislados predominan entre los sistemas de servidores, en aplicaciones industriales y en equipos de redes y telecomunicaciones. El parámetro más crítico para el diseño del suministro de energía es la mejora de la densidad de energía, o los vatios por centímetro cúbico. El otro asunto que determina las decisiones de los clientes de suministros de energía es la seguridad. La mejora de la duración de los productos es importante para garantizar la seguridad de los usuarios finales.
Actualmente, los diseñadores tienen un objetivo primordial: maximizar la energía por volumen (V/mm3). Una manera de lograrlo es utilizar tasas de conmutación más altas. Ya hay disponibles productos nuevos, como los FET GaN, que permiten capacidades de conmutación de alta velocidad.
No obstante, la conmutación a alta velocidad tiene su precio: produce corrientes transitorias de alto ruido que podrían desencadenar problemas. Para evitar esto, es preciso que los controladores de puerta ofrezcan una inmunidad de ruidos muy alta. Silicon Labs proporciona controladores de puerta aislados que se adecuan a estos requisitos. También se necesitan aisladores digitales de múltiples canales para transferir retroalimentación y/o señales de control a través del límite de aislamiento.
En el afán de incrementar la densidad de potencia, una de las mejores herramientas disponibles consiste en aumentar la frecuencia de conmutación del esquema de modulación. Esto cuenta con la ventaja de reducir el tamaño de los componentes magnéticos, como son los inductores y los transformadores, sin dejar de reforzar la eficiencia y de mejorar la respuesta ante corrientes transitorias. No obstante, una frecuencia más alta conlleva un riesgo asociado. A mayor velocidad de conmutación, mayores tasas de giro y, por lo tanto, más corrientes transitorias de alto ruido. Con una inmunidad al ruido de alto rendimiento de 200 kV/µs, el Si827x elimina el riesgo que acarrea la conmutación a mayor velocidad. Las corrientes transitorias de alto ruido que se generan con una conmutación a mayor velocidad no afectarán la integridad de la señal a través del controlador, eliminando así los riesgos de pérdida de modulación.
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Familia |
Objetivo |
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Controladores de doble puerta con protección de tiempo muerto y superposición para accionar MOSFETS |
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Controlador de doble puerta con características de seguridad mejoradas y pin de estado del controlador de energía |
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Controladores de puerta simple y doble con inmunidad transitoria muy alta |
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Aisladores de múltiples canales para retroalimentación o señales del control |
Explore el resto de la cartera de productos de aislamiento de Silicon Labs aquí.
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