Silicon Labs 격리 포트폴리오에는 게이트 드라이버, 전류 센서, FET 드라이버, CMOS 디지털 절연체가 포함됩니다. Silicon Labs의 격리 및 고전압 전문 지식을 활용하여, 이러한 혼합 신호 IC 솔루션은 전력 시스템의 성능, 유연성 및 안정성을 향상시킵니다.
모터 제어
모터 제어와 드라이브 애플리케이션은 제어, 전력, 통신의 세 가지 주요 부문으로 구성됩니다.
제어 일부는 MCU 또는 FPGA, 그리고 전압/전류 감지 회로로 구성됩니다.
전력 단계는 고전압 AC 메인 전원, DC 링크 전압으로의 변환 및 MOSFETs/IGBT 또는 점점 증가하는 SiC와 같은 전력 스위치로 구성됩니다. 이러한 전력 스위치는 MCU가 제공하는 신호에 따라 DC 전압을 조절하여 모터에 전력을 공급하여 효율을 극대화하는 AC 신호로 바꾸면서, 시스템이 요구하는 최적의 토크 및/또는 속도를 제공합니다.
통신 단계는 일반적으로 RS-485(또는 CAN) 송수신기로 구성되어 있는데, 이것은 모터 제어 장치를 공장형 설정에서 많은 장치 제어에 적용할 수 있는 마스터 제어기에 연결하는데 도움을 줍니다. 이러한 모든 단계는 안전 및 노이즈 내성 이유로 격리되어야 합니다. Silicon Labs는 아래 표와 같이 각 부문 별로 견고하고 차별화된 제품을 제공합니다.
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제품 |
단계 |
목적 |
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전력 |
MOSFETs 구동을 위한 데드타임 및 중첩을 보호하는 듀얼 게이트 드라이버 |
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전력 |
DESAT 및 Miller 체결 보호 장착 단일 IGBT 드라이버, 드라이버 공급을 위한 통합 DC-DC 옵션 |
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제어 |
전류 감지를 위해 분권 전체에서 차동 전압을 감지하는 Analog 증폭기 |
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통신 |
RS-485(또는 CAN) 송수신기 격리를 위한 다채널 디지털 절연체 |
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통신 |
RS-485(또는 CAN) 송수신기 격리를 위한 통합 DC-DC 장착 다채널 디지털 절연체 |
프로그래머블 논리 제어기
PLCs(프로그래머블 논리 제어기)는 CNC 선반 및 드릴 등 기계를 제어하기 위한 산업용 자동화, 제조 공장의 프로세스 제어에 사용됩니다.
PLC 제조업체는 여러 문제에 직면하고 있습니다. 시스템을 소형화하면서도 동시에 보드 당 최대 128 채널을 지원하는 것이 최우선 문제입니다. 시스템 파라미터가 지역에 따라 달라지기 때문에, 제조가 더욱 어렵습니다. 서보 모터 제어가 PLC를 통해 점점 더 구현되면서 고속 성능에 대한 필요성이 대두되고 있습니다.
Si838x는 통합 격리된 다중 채널, 양극 및 고속 기기를 소형 패키지로 제공하는 PLC 입력을 위한 고도의 타겟팅 솔루션입니다. 또한 공장 자동화 네트워크의 다른 노드와 통신을 위해서 격리가 필요합니다. Si86xx, Si88xx와 같은 다중 채널 절연체가 좋은 솔루션이 됩니다.
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제품군 |
목적 |
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IEC61131-2 준수 24V 디지털 입력 |
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IEC61131-2 준수 24V 디지털 출력 드라이버 |
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SSR 교체를 위한 전력 전송 장착 FET 드라이버 |
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필드버스 송수신을 위한 전력 전송을 통한 통신 |
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시스템 통신 및 ADC/DAC 격리 |
통신
산업 전체 시스템은 통신 버스를 통해 모니터링 및 제어될 수 있습니다. 버스는 디지털 절연체로 격리되어지고, 디지털 절연체는 Si86xx, Si88xx와 같은 통합된 DC/DC 전력 변환기로 격리됩니다.
전력 공급
격리된 전력 공급 시스템은 서버 시스템, 산업 애플리케이션, 전화통신 및 네트워킹 장비에 널리 보급되어 있습니다. 전력 공급 설계에 가장 중요한 파라미터는 전력 밀도 개선 또는 세제곱 센티미터 당 와트 수입니다. 전력 공급 고객의 결정에 영향을 미치는 다른 문제는 안전입니다. 최종 사용자의 안전을 보장하기 위해 제품 수명 개선이 중요합니다.
오늘날의 설계자는 볼륨당 전력(W/mm3) 극대화라는 하나의 최우선 목표를 가지고 있습니다. 이의 달성을 위한 한 방법은 스위치 속도를 높여 사용하는 것입니다. 즉, 현재 구매 가능한 GaN FET와 같은 신제품에는 고속 전환 기능이 있습니다.
그러나 빠른 전환이 좋은 것 만은 아니며, 이는 높은 소음의 과도현상을 유발할 수 있습니다. 이를 막기 위해, 게이트 드라이버의 소음 내성이 매우 높아야 합니다. Silicon Labs는 이러한 요건을 충족하는 격리된 게이트 드라이버를 제공합니다. 또한 격리 경계 전체의 피드백 및/또는 제어 신호 전달을 위해 다중 채널 디지털 절연체가 필요합니다.
전력 밀도를 높히는 방법으로 가능한 가장 좋은 도구 중 하나는 변조 방식의 전환 주파수를 늘리는 것입니다. 이것은 인덕터나 변압기와 같은 마그네틱 컴포넌트의 크기를 줄이면서 효율을 높이고 과도 응답을 향상시키는 이점이 있습니다. 그러나, 높은 주파수와 연계된 위험이 있습니다. 그것은 전환이 빠를 수록 높은 슬루율과 그에 따른 높은 소음 과도현상을 의미합니다. 200 kV/µs의 고성능 소음 내성을 장착한 Si827x는 빠른 전환 속도에 의해 야기된 위험을 제거합니다. 빠른 전환에 의해 발생하는 높은 소음 과도현상은 드라이버의 신호 무결성에 영향을 미치지 않으며, 따라서 변조 손실의 위험을 제거합니다.
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제품군 |
목적 |
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MOSFETs 구동을 위한 데드타임 및 중첩을 보호하는 듀얼 게이트 드라이버 |
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향상된 안전 기능을 장착한 듀얼 게이트 드라이버 및 드라이버 전력 상태 핀 |
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매우 높은 과도 내성을 장착한 단일 및 듀얼 게이트 드라이버 |
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피드백 또는 제어 신호를 위한 다중 채널 절연체 |
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