高度集成的SN65HVS882擁有8個通道,在單個器件中實現了高密度的信號輸入。設計人員可以將幾個SN65HVS882八通道串行器通過器件本身集成的SPI端口串聯(lián)起來,只需一個隔離器件就可以實現全部信號的隔離,而分立方案每個信號輸入通道都需要一個隔離器件。并且由于SN65HVS882方案減少了隔離器件,與之連接的控制器引腳也相應減少。SN65HVS882串型器高輸入密度和集成的特性減少了信號調節(jié)環(huán)節(jié)所需的總體組件數量,節(jié)約了占板空間,簡化了設計。TI模擬器件事業(yè)部業(yè)務拓展工程師王勝表示,相對于同類競爭解決方案而言,SN65HVS882能夠從整體上縮減高達60%的板級空間。
SN65HVS882串行器集成了穩(wěn)壓器、去抖動功能、反饋輸出功能。內置穩(wěn)壓器可將工業(yè)用10V-34V現場電壓轉換為5V電平,從而為后端的隔離器件或邏輯控制器供電;去抖動功能可以過濾噪聲開關輸入端上高達3ms的寄生脈沖,從而避免使用外部硬件或軟件;該串行器的每個信號通道還提供了一個反饋輸出端口(Return),可以連接LED,使設計人員直觀的觀測輸入狀態(tài)。
串行器工作在工業(yè)現場,環(huán)境溫度升高、芯片本身功耗增加或者后端電路短路等不確定因素可能會導致芯片溫度升高。為了不影響信號傳輸,SN65HVS882串行器本身具有熱保護功能。王勝介紹說,“SN65HVS882內部具有溫度傳感器,熱保護功能會在150℃給系統(tǒng)一個警告信號,如果溫度升高到170℃,熱保護功能會將所有的輸出置為高阻狀態(tài),不至于整個系統(tǒng)因為溫度升高而癱瘓?!?
對于諸如升降器或可編程邏輯控制器應用而言,低系統(tǒng)級功耗至關重要。一般接口類芯片無法控制輸入電流的大小。如果不做這種控制,那么輸入電流隨著采集的電壓信號變化就會產生功耗。在能采集電壓信號的情況下,如果能控制輸入電流的話,就可以控制功耗。SN65HVS882的可調輸入電流限制使設計人員可以使用單個電阻將最大輸入電流設置在200uA至5mA之間。TI王勝進一步指出,對于采用5V與3mA開啟點(turn on point)的24V應用(1.6KΩ)而言,每通道的功率節(jié)約為275mW。
通常情況,現場端傳輸到控制端的信號要進行隔離保護。隔離保護一般采用光耦和磁耦。光耦的功耗比較大,速率也不高,對環(huán)境敏感,溫度和潮濕度會影響光耦的性能,ESD保護,EMI特性也不盡人意;磁耦的EMI特性也比較差,而且磁耦在高溫下會發(fā)生消磁現象,且易受環(huán)境影響(如磁場)。對此,TI還推出了ISO72xx系列數字隔離器,該隔離器可以與SN65HVS882串行器組成一個整體解決方案。王勝介紹說,ISO72xx采用的是電容式隔離,最高速率可以達到150M,靜電保護可以到4KV,因為電容介質是SIO2,所以隔離電壓遠高于光耦與磁耦。對于ISO7241,持續(xù)隔離電壓可以達到560V以上,并在560V電壓下能工作25年以上,并且1分鐘瞬間電壓可以隔離4000V以上。
SN65HVS882的占板面積為9.7×6.4毫米,獨特的架構簡化了工業(yè)自動化以及測試與測量設備接口設計。王勝說,就集成這么多功能于一身的方案來講,SN65HVS882串行器是工業(yè)應用領域首款。