PLC系統中AI/AO卡件的應用

PLC****中AI/AO卡件的應用

在PLC系統中，常見模擬量輸入信號可見+/-10V和0-20mA，而DCS在此基礎上又對50/60Hz的工頻抑制比提出了額外的要求，通常會將模擬開關、運放、基準和AD做集成，封成一個ADC芯片以便于客戶直接設計。這樣的優點是集成度高、片內基準精度高、可自主選擇PGA放大系數，方便客戶使用。

ADC和MCU之間的通信，為了系統安全往往都會做隔離處理，比較多的是SPI接口，川土微電子的多通道數字隔離器CA-IS37XX系列可以很好地滿足各種通信信號的隔離。MCU后續和PLC控制器做的通信選擇較多，目前川土助力于客戶對于標準CAN、RS485、PHY芯片的選擇，CA-IF48XX和CA-IF1051S提供高規格、高速率，強ESD保護。

PLC中DI/DO卡件的應用

在DI的卡件中，很多客戶目前用的還是二極管橋臂+光耦的分離方式去實現雙向信號輸入，這種情況下往往單路體積就較大，加上PLC應用中DI通道數又很多，所以就對布板布線推出了一定的要求。川土在這種情況下開發了CA-IS398X，把8通道的數字輸入做集成，支持高速2Mbps和低速250kbps的速率，支持并口和串口選擇，極大地方便了客戶設計。

DO卡件根據Sink/Source的輸出類型可以分為兩類，目前較多的還是以Sink類型為主，且更多地還是用光耦的分離方案來實現，通過添加三極管和保險絲做普通的過流保護。

PLC中控制板的應用

在PLC的控制板中除了需要和各個板卡之間做通信以外，同樣也需要和外機做通信，因此往往會做外部通信的隔離，包括232隔離, 485隔離, CAN隔離等。川土微電子針對不同的485和CAN隔離方案具有非常全面的選擇。

川土微電子提供了四種不同的方案：

1）外置的隔離電源+數字隔離器+485/CAN收發器，對應三種器件都可做具體的產品選擇；

2）把隔離電源集成在數字隔離器中做二合一的處理；

3）把隔離器和485/CAN做集成加單獨的隔離電源供電；

4）考慮到部分客戶對于隔離電源的需求不強，而且整個系統中可能只有一個對外通信需要做隔離處理，再單獨額外做隔離電源變壓器就會成本較高，為此，川土微電子推出了全集成式三合一的方案，把隔離電源包含在隔離485/CAN芯片里面，同時可以做到0.5W的功率輸出，方便用戶做設計。

伺服應用

伺服大體分為控制部分和功率部分，控制部分包含一系列的485、CAN，川土微電子的485和CAN接口產品包括CA-IF48XX、CA-IF1051等料號，不同參數和封裝可以很完善地解決客戶這方面的需求。

功率部分，川土微電子在研的EtherCAT產品就是針對PLC和伺服變頻應用中對FPGA越來越廣泛的需求。除此以外，在小功率伺服應用中，廣泛用到了IPM來做電機驅動，川土基于此PWM隔離有6通道數字隔離器，相較以前高速光耦方案極大地降低了成本和體積，我們也看到越來越多的客戶已經接受了這種方案。

由于伺服應用的準確性，往往需要采集電機信息來構成速度環、電流環、位置環，以便FPGA或者MCU來對電機做準確控制，電流信息基本上來源于電機的相電流，于是就有隔離運放做電流采樣，出于過壓保護的考慮，客戶同樣會對母線電壓進行信號采集。

川土微電子基于此同樣做了產品部署，且對于隔離采樣的規劃非常完全，既包含模擬輸出的隔離運放，也有方便客戶直接處理數據的隔離ADC。

伺服控制中的速度環和位置環都是通過外接編碼器來實現，編碼器的通信方式多種多樣，但目前主流的還是以485通信為主， 部分用戶需要做隔離處理，部分用戶不需隔離處理，川土微電子針對此都有非常完整的產品可供選擇。

變頻器應用

和伺服控制系統相似，變頻器同樣有控制部分和功率部分兩大塊組成，通信功能相較伺服會少很多，目前協議也比較少用到EtherCAT通信，功率部分由于變頻器功率會做的比較大，不再適用于IPM的驅動方案，所以會有大功率的IGBT模塊來做驅動，這個時候就需要有專門的隔離驅動器來做驅動。

川土微電子正在定義這一款產品，會首先做和光耦驅動的兼容，最大輸出電流能力在4A以上，不需要客戶額外添加驅動加強的電路來做處理，而且這一塊會集成UVLO功能，針對MOS和IGBT不同的選擇有不同的閾值。