Электронные компоненты брендов Матрикс Электроника для программируемых логических контроллеров (ПЛК). Часть 2

В первой части мы начали рассматривать программируемые логические контроллеры: типы, аппаратную структуру. Разобрали ПЛК от Xiaohua Semiconductor, а также рассмотрели компанию SGMICRO — производителя ПЛК как сигма-дельта АЦП, так и АЦП последовательного приближения (SAR). Двигаемся дальше, ведь немаловажную роль в модулях ввода вывода, как аналоговых, так и цифровых, играет гальваническая развязка.

Гальваническая развязка позволяет изолировать первичные и вторичные цепи друг от друга таким образом, чтобы они могли обмениваться полезной информацией посредством сигналов безопасных уровней, но при этом любые всплески энергии и прочие небезопасные сигналы не могли пройти через нее.

Для дискретных модулей ввода вывода компания «Матрикс Электроника» предлагает цифровые изоляторы китайского бренда Belling, который выпускает двухканальные и четырехканальные цифровые изоляторы серий BL712x и BL714x, конфигурационные структуры которых можно видеть на рисунках ниже. Они имеют степень изоляции 3750 и 5000 В ср.кв., скорость передачи данных 100 Мб/с и напряжение питания от 2,5 В до 5,5 В. В таблице 4 показаны основные параметры некоторых цифровых изоляторов Belling и их аналоги.

Одним из популярных интерфейсов в промышленности в целом и в области ПЛК в частности является RS-485, который позволяет организовывать сети на большие расстояния с достаточно большим количеством узлов. Для применения в интерфейсных модулях «Матрикс Электроника» предлагает приемопередатчики RS-485/RS-422 китайской компании UMW, которые являются качественными копиями популярной продукции западных брендов.

В зависимости от модели они поддерживают скорости передачи данных от 256 Кб/с до 12 Мб/с и количество узлов от 32 до 256. Выпускаются они в корпусах SOP-8 и TSSOP-8. В таблице ниже можно посмотреть характеристики и аналоги некоторых приемопередатчиков RS-485/RS-422 компании UMW.

Основная функция блока питания в ПЛК – преобразовать первичное напряжение сети 220 В во вторичное напряжение постоянного тока, предназначенное для питания остальных компонентов системы. Для этого в ассортименте компании Belling имеются две микросхемы AC/DC преобразователя, как с регулированием по первичной цепи преобразователя (PSR), так и по вторичной цепи (SSR).

В качестве PSR-преобразователя предлагается BL8802, который выпускается в корпусе DIP-7. Эта микросхема имеет в своем составе полевой транзистор на 1000 В и обеспечивает выходную мощность 15 Вт. На рисунке ниже показана типичная цепь AC/DC преобразователя на основе BL8802.

ШИМ-преобразователь BL8851, выпускаемый в корпусе SOT23-6, позволяет сформировать схему с SSR-преобразователем. Эта микросхема обеспечивает выходную мощность 60 Вт и при этом использует внешний полевой транзистор. Схему на ее основе можно видеть на рисунке ниже.

Напряжение, полученное от таких AC/DC преобразователей, по шинам питания распределяется на различные компоненты ПЛК посредством DC/DC преобразователей и LDO-стабилизаторов. Одним из подходящих для этих целей в рамках ПЛК является DC/DC преобразователь с широким диапазоном водных напряжений SGM61630 компании SGMICRO.

Это понижающий (Buck) регулятор с токовым режимом управления, рассчитанный на входное напряжение 4,3…60 В и способный обеспечивать до 3 А непрерывного выходного тока. Благодаря такому диапазону микросхема может работать как от стандартных промышленных шин, так и от неустойчивых источников, включая аккумуляторы и адаптеры питания с большими пульсациями.

Одним из преимуществ SGM61630 является широкий диапазон частот переключения (от 200 кГц до 2,5 МГц), что даёт инженеру свободу выбора между максимальной эффективностью и минимальными размерами дросселя/конденсаторов.

Для повышения надежности SGM61630 имеет целый набор защит: от перенапряжения, от перегрева, ограничение тока, снижение риска перенапряжений при старте. Микросхема поставляется в тепловыводящем корпусе SOIC-8 с открытой тепловой площадкой, обеспечивающем эффективный вывод тепла даже при работе на предельных выходных токах.

Помимо высоковольтных DC/DC-преобразователей в составе блока питания ПЛК необходимы малошумящие линейные стабилизаторы, обеспечивающие питание чувствительных аналоговых узлов, АЦП, ЦАП, опорных источников, интерфейсных микросхем и низковольтной логики. Одним из таких решений является серия BL8558 от компании Belling – компактный LDO-стабилизатор с низким энергопотреблением и малым падением напряжения.

BL8558 представляет собой LDO-стабилизатор напряжения с выходным диапазоном от 1,2 В до 4,5 В (с шагом настройки 0,1 В) и выходным током 500 мА при входном напряжении до 8 В. В состав микросхемы входят высокоточный опорный источник, усилитель ошибки, ограничитель тока и драйвер выхода с функцией активного разряда – это обеспечивает корректную работу схемы при выключении питания и ускоряет спад выходного напряжения.

Серия BL8558 отличается очень низким током потребления – около 75 мкА, а в режиме ожидания (standby) устройство потребляет всего 0,1 мкА, что особенно полезно в системах с дежурным питанием или энергоэффективных модульных контроллерах.

Для питания чувствительных аналоговых схем важны шумовые и переходные характеристики, и BL8558 хорошо подходит для этих задач: уровень выходного шума составляет всего 47 мкВ RMS, коэффициент подавления пульсаций достигает 66 дБ на 100 Гц, а температурный коэффициент не превышает ±100 ppm/°С.

Благодаря технологии подстройки (trimming) обеспечивается точность стабилизации ±2. Серия BL8558 выпускается в компактных корпусах SOT-23-5, SOT-89-3, SOT-23-3 и TO-92, что делает её удобной как для высокоплотного монтажа на платах современных ПЛК, так и для решения задач, где важна механическая прочность и удобство монтажа.

Благодаря сочетанию низкого шума, малого потребления, высокой точности и хороших переходных характеристик, BL8558 идеально подходит для формирования чистых и стабильных низковольтных линий питания внутри промышленного контроллера.

Где найти баланс качества и цены?

Современный программируемый логический контроллер – это сложная, многокомпонентная система, в которой каждый элемент критически важен для общей надежности, точности и устойчивости. Грамотный подбор компонентов для процессорного ядра, измерительных и исполнительных модулей, а также блока питания формирует фундамент для создания высокопроизводительного, долговечного и стабильного ПЛК.

Компания «Матрикс Электроника» предлагает качественные микросхемы таких брендов, как Xiaohua Semiconductor, SMICRO, Belling и UMW — для создания производительных и при этом экономичных решений.

Запросите полный каталог электронных компонентов и для вашего проекта прямо сейчас!