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英飞凌智能高边开关PROFET在PLC的应用

来源 : www.penghaida.com   发布时间 : 2022/1/25 7:01:00

作者:英飞凌汽车半导体事业部大中华区市场营销经理 温俊嘉

一、前言

可程控器(PLC)在全球的市场近年来有显著的成长,尤其是中国。除了世界知名品牌逐渐在中国设立研发中心之外,中国PLC的制造商数量也有越来越多的趋势。多数还是集中在小型(<256 I/O点数)PLC的产品上面。尽管说与国外品牌相比较国内品牌的PLC价格较低,但是质量的提升与可靠度的追求在客户端来讲还是最重要的,因为无形的商誉价值、隐藏的维修停机费用、故障退回运送费用也是客户关注的焦点。

依据工业界的要求,以下几点是客户在设计上特别重视的:

能适应工厂的恶劣环境可靠性高并且容易找出故障点体积小价格低可以与计算机联机操控

二、PLC输出端设计

一些传统的PLC制造商在某些项目会只使用MOS管当作输出端的开关,并没有设计任何的保护线路。另外有的制造商会使用分离器件来做保护。基于以上的设计条件英飞凌提供智能型高边开关PROFET(PROtected Field Effect Transistor)适合应用于12V/24V/48V 直流电压并且符合客户在输出端(Output)的保护电路设计需求。高边开关是介于输入电压及负载之间,请看图1

图1

英飞凌在高边开关的产品有汽车级以及工业级两种。对于PLC的制造商来说这两种等级都可以使用,其主要的差异是在汽车级的高边开关的温度范围是在-40˚C ~ 150˚C而工业级的温度范围有两种:-30˚C ~ 85˚C和-40˚C ~ 125˚C。

英飞凌的高边开关将过电压(OVP)、过电流(OP)、过温度(OTP)、短路、ESD、电池反接等等保护的功能整合成一个集成组件,请看图2示意图。可以有效的保护客户端包含电阻性(Resistive)、电感性(Inductive)以及电容性( Capacitive)的负载。请看图三型号ITS4200S-ME-P的方块图3为例。

图2图3

目前英飞凌工业级PROFET输入电压工作的范围是5V~60V,负载电流最高可达7A。输出信道数有1、2、4、8四种类型。对于输出点数少的PLC使用1、2信道可以较有弹性,输出点数多的建议使用4及8信道可以大幅缩小印刷板面积。

另外部分PROFET的产品自带诊断的功能。在组件上有个引脚ST(请看图4)可以连接到单片机(MCU)上,一旦发生诸如短路、过电流、过温度、负载断开等故障PROFET除了启动保护之外并且会回传信号给单片机。单片机可依据这个信号对系统做分析避免系统进一步损害。另外在中大型以上的PLC产品也可以利用ST引脚的诊断功能可以协助维修人员快速找出故障点以节省维修时间。因此带有诊断功能的PROFET有3种特性:

保护客户端负载保护及分析PLC系统保护PROFET自身

图5说明PROFET与负载以及单片机的实现线路。

除了PROFET之外, 英飞凌也有工业级的单片机XMC1000/4000系列以及线性稳压器(LDO)欢迎选择使用。

图4图5

三、主要卖点

具有汽车级以及工业级两种产品,提供客户不同等级产品的组件需求。 英飞凌的PROFET已经被主要的PLC制造商所采用,在市场上具有高能见度及良好的口碑。 提供1、2、4、8不同的信道数,适合大、中、小型甚至微型PLC的使用。适合电阻性、电感性以及电容性的负载。相当低的待命(standby)电流。提供多种不同的封装(包含SOT223、 SO8、TO252),让工程师在设计的时候更有弹性。产品规格除了符合市场主流需求也提供一些特殊规格需求。可以替代MOS管并且提供主要的保护。客户反馈跟其他厂家产品主要的不同是英飞凌的PROFET使用上不容易失效。部分带有诊断功能的产品可以为客户的产品带来更大的附加价值。

四、结论

办公室自动化以及工厂自动化的实现,PLC是其中灵魂的要件。而高边开关则是保护PLC的重要组件。英飞凌致力高边开关PROFET的发展已经有很长的一段时间,应用的范围包含汽车及工业等需求高可靠度的领域。我们除了会继续制作高质量的产品之外,另外提供客户优化的产品也是我们的目标。当然我们也乐意与客户讨论他们在未来产品的需求寻求并进一步合作的可能性。

如果对于产品细节有更多的兴趣请至英飞凌官方网站参考智能型低侧与高侧开关.

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