Mettez à niveau votre conception industrielle avec l'isolation

Commande de moteur

Les applications de commande de moteur comportent trois segments principaux : commande, alimentation et communication. 

La partie de commande est composée de MCU ou de FPGA, ainsi que de divers composants tels que des circuits de mesure de tension/courant. 

L’étage de puissance comprend le courant secteur CA haute tension, la conversion en tension de liaison CC et des interrupteurs d'alimentation tels que des composants de type MOSFET/IGBT ou, de plus en plus, de type SiC. Ces interrupteurs d'alimentation modulent la tension CC en fonction des signaux fournis par le MCU pour l'inverser en un signal CA qui alimente le moteur afin d'optimiser l'efficacité tout en fournissant la vitesse et/ou le couple optimal requis par le système.

L'étage de communication consiste généralement en un émetteur-récepteur RS-485 (ou CAN) qui aide à relier cette unité de commande de moteur à un contrôleur maître qui peut régir de nombreuses unités de ce type dans une configuration de type usine. Tous ces étages doivent être isolés pour des raisons de sécurité et d'immunité au bruit. Silicon Labs fournit des produits robustes et différenciés pour chacun de ces segments, comme indiqué ci-dessous.

Automate programmable

Les automates programmables (PLC) sont utilisés dans l'automatisation industrielle pour commander des machines telles que les tours et les perceuses à commande numérique, ainsi que pour la commande de processus dans les usines de fabrication. 

Les fabricants d'automates programmables doivent relever plusieurs défis. Rendre les systèmes compacts, tout en prenant en charge jusqu'à 128 canaux par carte constitue un objectif majeur. Les paramètres du système dépendent de la géographie, ce qui rend la fabrication plus difficile. De plus en plus, le contrôle des servomoteurs est effectué par le biais d’automates programmables, ce qui crée un besoin de fonctionnalités à grande vitesse. 

Le Si838x est une solution hautement ciblée pour les entrées d'automates programmables qui fournit un dispositif intégré isolé à plusieurs canaux, bipolaire et à grande vitesse dans un boîtier compact. L'isolation est également requise pour la communication avec les autres nœuds du réseau d'automatisation de l'usine. Les isolateurs multicanaux, tels que le Si86xx et le Si88xx, sont de bonnes solutions.

Communications

L'ensemble du système industriel peut être surveillé et contrôlé via un bus de communication. Le bus est isolé avec des isolateurs numériques et des isolateurs numériques avec convertisseurs de puissance CC/CC intégrés tels que Si86xx et Si88xx.

Alimentations électriques

Les systèmes d'alimentation électrique isolés sont répandus dans les systèmes de serveur, les applications industrielles, et les équipements de télécommunication et de mise en réseau. Le paramètre le plus critique pour la conception d'alimentations électriques est l'amélioration de la densité de puissance, ou du taux de watts par centimètre cube. L’autre problème qui conditionne les choix d'alimentation électrique des clients est la sécurité. Il est important d’améliorer la durée de vie des produits pour garantir la sécurité de l’utilisateur final.

Les concepteurs ont aujourd'hui un objectif primordial : optimiser la puissance par volume (W/mm³). Une façon d'y parvenir consiste à utiliser des débits de commutation plus élevés : de nouveaux produits tels que les FET GaN sont désormais disponibles et permettent une commutation à grande vitesse.

Toutefois, la commutation rapide n’est pas sans conséquence, elle génère des transitoires très bruyants susceptibles de poser problème. Pour éviter cela, l’immunité au bruit des dispositifs de commande de grille doit être très élevée. Silicon Labs fournit des dispositifs de commande de grille isolés qui répondent à ces exigences. Des isolateurs numériques multicanaux sont également nécessaires pour transférer des signaux de retour et/ou de commande au-delà de la limite d'isolement.

Dans le but d'accroître la densité de puissance, l'un des meilleurs outils disponibles consiste à augmenter la fréquence de commutation du schéma de modulation. Cela offre l'avantage de réduire la taille des composants magnétiques, tels que les inducteurs et les transformateurs, tout en augmentant l'efficacité et en améliorant la réponse transitoire. Cependant, il existe un risque associé à une fréquence plus élevée. En effet, la commutation plus rapide entraîne des taux de balayage plus élevés et donc des transitoires à bruit élevé. Avec une immunité aux hautes performances de 200 kV/µs, le Si827x élimine le risque associé aux vitesses de commutation plus rapides. Les transitoires à bruit élevé générés par la commutation plus rapide n'affectent pas l'intégrité du signal via le dispositif de commande, éliminant ainsi le risque de perte de modulation.

Explorez le reste du portefeuille d'isolation de Silicon Labs ici.

Contenu apparenté

Alimenter la révolution des véhicules électriques grâce à l'isolation numérique

Minimiser la perte de puissance et optimiser l'efficacité de l'énergie solaire avec l'isolation

Silicon Labs – Comparaison des opto-dispositifs de commande et des dispositifs de commande de grille isolés numériques CMOS

Silicon Labs – Présentation de l'alimentation électrique isolée Si88xx de Silicon Labs

Produits d'isolation de Silicon Labs – Qualification d'un isolateur

Produits d'isolation de Silicon Labs – Isolation 101