在儀器儀表,過程控制,工業(yè)自動化,電機(jī)和電源控制以及醫(yī)療保健等應(yīng)用中,需要將來自各種傳感器的信息傳遞到中央控制器進(jìn)行處理和分析。系統(tǒng)根據(jù)與用戶輸入一起執(zhí)行的分析結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。為了保持對用戶界面強(qiáng)制要求的安全性并防止瞬變從源耦合,需要電流隔離。這些系統(tǒng)的例子是精密機(jī)械臂,需要在需要在除顫期間操作的電弧焊機(jī)或病人監(jiān)護(hù)儀等惡劣的工業(yè)環(huán)境中運(yùn)行。
設(shè)計系統(tǒng)時必須考慮市場要求,EMC特別需要滿足要求。在向歐盟銷售產(chǎn)品時,需要CE標(biāo)志,并且向美國銷售產(chǎn)品的類似要求需要FCC分類。獲得這些認(rèn)證需要在系統(tǒng)上執(zhí)行一系列EMC測試并通過。
EMC可以被認(rèn)為是一個好鄰居 - 不會產(chǎn)生太多噪音,并且當(dāng)你的鄰居吵鬧時也能容忍。這可以在圖1中看到,其中EMC可以分為兩個區(qū)域:免疫和排放。排放可以進(jìn)一步分為傳導(dǎo)排放和輻射排放,而免疫可以分為傳導(dǎo)免疫,輻射免疫,瞬態(tài)免疫和容錯。
存在針對不同類別的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn),并且需要能夠達(dá)到CE標(biāo)志或FCC分類,如圖2所示。在工業(yè)和醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)境中,傳導(dǎo)和輻射通常必須符合EN55011,EN55022或FCC第15部分。傳導(dǎo)抗擾度必須符合IEC61000-4-6標(biāo)準(zhǔn),輻射抗擾度必須符合IEC61000-4-3。瞬態(tài)可分為三類:標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-4-2的ESD(靜電放電),標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-4-4的EFT(電快速瞬變)和標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-4-5的浪涌。
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室內(nèi)安全解決方案領(lǐng)域的另一項重大進(jìn)展是從有線到無線接口的大規(guī)模轉(zhuǎn)變,不僅在各個傳感器節(jié)點和控制面板之間,而且從整個系統(tǒng)部署到相關(guān)聯(lián)遠(yuǎn)程監(jiān)控站或運(yùn)營中心。幾十年來,傳感器與面板的連接是使用低壓串行布線制成的,大多數(shù)情況下是許多其他建筑控制應(yīng)用中常見的RS-485類型。這種硬連線接口需要大量的工作和系統(tǒng)安裝的成本增加。隨著極低功耗和短距離無線技術(shù)的出現(xiàn),許多制造商已將其硬件系統(tǒng)組合擴(kuò)展到包括無線系統(tǒng)版本,從而實現(xiàn)更簡單,更容易的初始部署。這種轉(zhuǎn)變反過來又減少了實施時間和成本,并且通過允許合理的改造安裝而不是像過去那樣繼續(xù)由新建筑銷售推動市場,通過擴(kuò)展開辟了更大的市場規(guī)模。此外,在后端連接領(lǐng)域,入侵檢測系統(tǒng)市場曾經(jīng)專門與電話線或POTS連接到遠(yuǎn)程監(jiān)控站或運(yùn)營中心,已經(jīng)發(fā)展到利用Wi-Fi /網(wǎng)關(guān)互聯(lián)網(wǎng)鏈路,以及地面移動電話網(wǎng)絡(luò)連接,拓寬了部署選項的競爭環(huán)境,同時也消除了入侵檢測系統(tǒng)安裝中固定電話連接的硬性要求。
一旦系統(tǒng)設(shè)計出現(xiàn)就會遇到EMC問題因為可用于解決EMC的技術(shù)隨著您的設(shè)計而進(jìn)一步降低,所以要解決這個問題非常具有挑戰(zhàn)性。在項目開始時設(shè)計EMC對于最大限度地減少板載迭代所花費的時間至關(guān)重要,并且會縮短設(shè)計時間和項目成本。
使用數(shù)字隔離器可以非常有效地處理EMC瞬態(tài)威脅,因為電流隔離屏障可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)流,但可以防止電流流動。同時,數(shù)字隔離器應(yīng)遵循良好的鄰居規(guī)則,不要引起噪聲擾亂其相鄰組件。可以使用跨越隔離屏障的不同耦合元件來實現(xiàn)電流隔離。傳統(tǒng)上,使用光學(xué)方法但是已經(jīng)證明它們是耗電的并且由于發(fā)光源它們具有有限的壽命。數(shù)字隔離器可采用電感或電容耦合方法與絕緣材料(如聚酰亞胺和SiO 2 )實現(xiàn),具有更長的使用壽命和更低的功耗。
ADI公司的新系列開/關(guān)鍵控 i 耦合器?數(shù)字隔離器ADuM1xx和ADuM2xx在隔離柵上實現(xiàn)電感耦合,并且已被證明是穩(wěn)健的防止大的瞬態(tài)威脅。它們還能夠以高數(shù)據(jù)速率運(yùn)行時通過所需的輻射發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)。新系列數(shù)字隔離器產(chǎn)品的一些特性包括:
抗高達(dá)16 kV pk基本電壓瞬變的抗擾度
100 kV的共模瞬變抗擾度/μs
耐壓為5 kV rms,工作電壓為600 V rms
高達(dá)150 Mbps的高數(shù)據(jù)速率
極低的傳播延遲為13 ns max
1.7 V至5.5 V的寬電源范圍操作
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emc
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