今年早些時候，Maxim 工業(yè)通信團隊的產(chǎn)品經(jīng)理 Andrew Smith 在博客中寫道：“這些工業(yè)通信 IC 是老產(chǎn)品，但卻是好產(chǎn)品，有充分的理由?！?他的觀點是，創(chuàng)新不僅關乎最新最好的產(chǎn)品，而且還體現(xiàn)在創(chuàng)造經(jīng)久不衰的產(chǎn)品，并持續(xù)滿足多年的新興需求。在他的帖子中，Smith 強調(diào)了幾種接口和信號路由 IC，它們繼續(xù)幫助工程師簡化他們的設計、降低成本和小型化他們的最終產(chǎn)品。

還有更多符合此要求的工業(yè)通信解決方案。在這篇文章中，我將指出一些您可能希望為您的下一個工業(yè)設計考慮的內(nèi)容。

使用隔離式 ADC 簡化現(xiàn)場側電路

對于工業(yè)自動化設備，使用低壓微控制器來測量高壓（12V 至 300V）和電流變得很有價值。例如，您可以檢查不穩(wěn)定的交流或直流電源，并最終保護設備免受浪涌和過載的影響。要將高壓電路連接到低壓電路，您確實需要在接口處放置一個隔離電路塊。這高壓現(xiàn)場側和低壓邏輯側電路之間的電流隔離提供了一種避免兩側之間直接傳導路徑的方法，從而防止電流通過設備的操作人員意外到達地面。這種隔離還可以防止在兩側之間傳播噪聲和接地回路。傳統(tǒng)的分立式隔離方法依靠變壓器來實現(xiàn)電源隔離，而光耦合器（或數(shù)字隔離器）則依賴于數(shù)據(jù)隔離屏障。但是，這種方法確實需要大量空間，并且實施起來成本很高。

MAX14001 / MAX14002隔離模數(shù)轉換器（ADC）在單個封裝中提供現(xiàn)場側和隔離電路。該器件將單通道、10 位逐次逼近寄存器 （SAR） ADC 與 CMOS 電容數(shù)字隔離電路結合在一起，可通過電容電介質在兩個電隔離域之間準確傳輸數(shù)字信號。這導致 3.75kV RMS高壓現(xiàn)場側和低壓比較器輸出/SPI（邏輯）側之間的集成隔離。由于它有一個集成的、隔離的 DC-DC 轉換器來為所有現(xiàn)場側電路供電，因此即使沒有任何輸入信號也可以運行現(xiàn)場側診斷。該器件有助于簡化電源布線并滿足空間限制要求。MAX14001PBM外圍模塊提供評估 MAX14001 所需的硬件，以測量兩個通道的數(shù)據(jù)、線路電壓和負載電流。一條簡單的 USB 電纜提供所有電源和通信。

使用低功耗 AFE 實現(xiàn) 4-20A 發(fā)射器

4-20mA 電流環(huán)路是過程控制應用中傳輸過程信息的主要模擬信號。它的可靠性源于電流在整個回路中保持不變的事實。配置和連接也相當簡單。然而，其成本和復雜性受到電壓降和必須監(jiān)控的過程變量數(shù)量的影響。更多的過程變量需要實現(xiàn)更多的回路，而這反過來又要求對獨立回路進行適當?shù)母綦x，以防止接地回路出現(xiàn)問題。電流回路包括一個傳感器變送器，用于將其傳感器的測量值轉換為電流信號（4mA 到 20mA 之間）。有2 線、3 線和 4 線傳感器變送器配置，各有優(yōu)缺點。

MAX12900是一款超低功耗、高度集成的模擬前端 （AFE），可實現(xiàn) 4-20mA 傳感器發(fā)送器。該器件將來自沒有專用數(shù)模轉換器 （DAC） 輸出的微控制器的脈寬調(diào)制 （PWM） 數(shù)字數(shù)據(jù)轉換為具有 2 線、3 線或 4 線配置的 4-20mA 環(huán)路上的電流信號。它可用于測量壓力、溫度、流量和其他參數(shù)的傳感器變送器。與傳統(tǒng)解決方案相比，MAX12900 可節(jié)省高達 50% 的功耗（最大工作電流為 250μA），非常精確，并通過將 10 個構建塊集成到 5mm x 5mm 封裝中來幫助簡化設計。MAXREFDES1161 #參考設計為使用 MAX12900 進行快速簡單的原型設計提供了一個平臺。參考設計包括顯示 IC 準確性和穩(wěn)健性的測試數(shù)據(jù)。您還可以從應用筆記“如何使用 MAX12900 實現(xiàn) 4-20mA 發(fā)送器”中了解更多信息。

通過電流隔離改善通信

樓宇自動化、開關設備和工業(yè)控制等工業(yè)應用都可以從集成保護中受益，從而實現(xiàn)更強大的通信。改善通信和安全性的一種方法是在設備的 CAN 協(xié)議控制器端與收發(fā)器的 CAN 網(wǎng)絡電纜端/總線端的物理線之間集成電流隔離。這種隔離是有益的，因為它打破了接地回路并減少了端口之間接地電位差異很大的噪聲。

MAX14882 5kV RMS隔離高速CAN收發(fā)器提供這種電流隔離。其集成變壓器驅動器和 LDO 可實現(xiàn)簡單的隔離電源設計。IC 的極性反轉功能簡化了運動控制器、現(xiàn)場總線網(wǎng)絡和背板總線等終端產(chǎn)品的安裝。該器件的 CANH 和 CANL I/O 具有高達 ±54V 的容錯能力，并受到高達 ±15kV 的對總線側 GNDB 的靜電放電 （ESD） 保護（由人體模型指定）。

總之，隨著時間的推移，有些事情會變得越來越好。葡萄酒、一條好牛仔褲，以及這些經(jīng)過驗證的工業(yè)通信 IC，用于您的工業(yè)設計。

審核編輯：郭婷