Shenzhen MATCHINGIC Technology Co Ltd : votre fournisseur professionnel d'isolateurs numériques
Shenzhen MATCHINGIC Technology Co., Ltd a été fondée en 2010, la société adhère toujours au concept de talent qui est la richesse de l'entreprise, au cours des années de développement du marché, a formé un groupe de personnel entreprenant et innovant, tout en élargissant sa part de marché au pays et à l'étranger, la société continue d'optimiser les processus commerciaux internes, d'améliorer les ventes et les achats internationaux, de s'en tenir uniquement aux produits d'origine, d'approfondir le niveau de service à la clientèle et de former progressivement ses propres avantages industriels.
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Les isolateurs numériques sont des composants électroniques qui assurent l'isolation électrique entre deux circuits tout en permettant la communication numérique entre eux. Ils utilisent des signaux numériques au lieu de signaux analogiques pour transférer des données entre les circuits isolés, éliminant ainsi le besoin d'une connexion physique. Les isolateurs numériques offrent une protection contre le bruit électrique, les boucles de terre et les surtensions. Ils sont couramment utilisés dans les applications nécessitant une isolation haute tension, telles que les systèmes de contrôle industriels, les équipements médicaux et l'électronique de puissance.
Avantages des isolateurs numériques
1. Isolation du signal :Les isolateurs numériques offrent une isolation de signal de haut niveau, éliminant le besoin d'opto-isolateurs et de transformateurs. Cela contribue à réduire la complexité et le coût des circuits.
2. Immunité au bruit :Les isolateurs numériques sont insensibles aux interférences électromagnétiques (EMI) et aux interférences radiofréquences (RFI). Cela les rend idéaux pour les applications haute fréquence où la capture du bruit est critique.
3. Conditionnement du signal :Les isolateurs numériques peuvent conditionner le signal, corrigeant automatiquement la distorsion et l'atténuation du signal. Cela peut contribuer à améliorer l’intégrité du signal et à réduire les erreurs.
4. Efficacité énergétique :Les isolateurs numériques nécessitent très peu d'énergie pour fonctionner, ce qui les rend idéaux pour les applications à faible consommation.
5. Fonctionnement à grande vitesse :Les isolateurs numériques peuvent fonctionner à des vitesses élevées, ce qui les rend idéaux pour les communications par port série à haut débit, l'audio numérique et d'autres applications nécessitant une transmission de données rapide.
6. Petite taille et facteur de forme :Les isolateurs numériques sont disponibles dans des tailles compactes, ce qui les rend idéaux pour les applications dans un espace limité. Ils ont également généralement un facteur de forme plus petit que les opto-isolateurs et les transformateurs, ce qui peut constituer un avantage dans certaines conceptions.
7. Faible coût :Les isolateurs numériques sont généralement moins chers que les opto-isolateurs et les transformateurs, ce qui en fait une alternative rentable pour de nombreuses applications.
Utilisations des isolateurs numériques
Les isolateurs numériques sont largement utilisés dans les appareils nécessitant une isolation dans les circuits électroniques. Tout d’abord, ils sont utilisés dans les machines industrielles où il existe de grandes différences de tension entre les appareils. Les alimentations électriques nécessitant des tensions élevées ou les gros moteurs et pièces fonctionnant avec de faibles tensions sont situés à proximité les uns des autres et doivent être isolés là où il existe une grande différence de tension.
Ceci permet d'éviter les dommages causés par l'application d'une haute tension aux pièces fonctionnant à basse tension. Ensuite, il est également utilisé pour les équipements médicaux tels que les rayons X et les DEA. Ces dispositifs médicaux sont souvent utilisés avec les mains et ont pour but d'empêcher le courant électrique de circuler vers l'extérieur et de provoquer un choc électrique.
Dans les automobiles, les isolateurs numériques sont utilisés pour protéger les calculateurs et autres appareils embarqués dans les véhicules utilisant des alimentations haute tension, tels que les véhicules électriques et les véhicules hybrides.
Pourquoi utiliser un isolateur numérique
Les isolateurs numériques sont le plus souvent utilisés lorsque des différences de terre potentielles sont présentes. Les entrées de capteur peuvent fonctionner à différentes tensions, allant de 3 volts à 48 volts ou plus, et un isolateur numérique permet de répondre à ce type d'application.
Par exemple, si le microprocesseur fonctionne à 3,3 volts et que les entrées vont de 24 volts à 48 volts, cela pourrait provoquer une différence de potentiel significative dans les tensions de terre, ce qui peut introduire des niveaux de tension dommageables pour les appareils présents, fausser les données du capteur et introduire les erreurs. Une certaine forme d’isolement est nécessaire pour garantir l’exactitude. Le signal du capteur est généralement conditionné par des filtres, des circuits de protection, un amplificateur et numérisé par un CAN. Il s'agit du signal de données dont le processeur PLC a besoin pour fonctionner.
Un isolateur numérique est utilisé pour éliminer toute erreur due aux boucles de masse. Et il est souhaitable que l'isolateur numérique ait une faible latence ou délai de propagation, un faible bruit et un débit de données élevé. En effet, moins un isolateur numérique est visible par le signal d'entrée, mieux c'est.
Comment fonctionne un isolateur numérique
Les isolateurs numériques couplent les données à travers une barrière d'isolement. Ceci est réalisé en utilisant un modulateur pour transmettre une porteuse haute fréquence à travers la barrière pour représenter un état numérique haut ou bas et aucun signal pour représenter l'autre état. Le récepteur démodule le signal après un conditionnement avancé du signal pour produire une sortie isolée via un étage tampon.
Les isolateurs numériques utilisent la technologie de commutation logique CMOS ou TTL asymétrique. La plage de tension va normalement de 3 volts à 5,5 volts pour les deux alimentations, VCC1 et VCC2, bien que certains appareils puissent prendre en charge une plage de tension d'alimentation plus large. Lors de la conception des isolateurs numériques, il est important de garder à l'esprit qu'en raison de leur structure de conception asymétrique, les isolateurs numériques ne sont conformes à aucune norme d'interface spécifique et sont uniquement destinés à isoler les lignes de signaux numériques asymétriques.
Un examen attentif des dispositions doit être effectué lors de l’utilisation d’un isolateur numérique. Un minimum de quatre couches est requis pour réaliser une conception de PCB à faible EMI.
L'empilement des couches doit être dans l'ordre suivant, de haut en bas :
● Couche de signal haute vitesse
● Plan de masse
● Avion propulseur
● Couche de signal basse fréquence
Le routage des traces à grande vitesse sur la couche supérieure évite l'utilisation de vias et l'introduction d'inductances d'air et permet des interconnexions propres entre l'isolateur et les circuits émetteur et récepteur de la liaison de données.
Le placement d'un plan de masse solide à côté de la couche de signal à grande vitesse établit une impédance contrôlée pour les interconnexions de lumière de transmission et fournit un excellent chemin à faible inductance vers le flux de courant de retour. Placer l'alimentation à côté du plan de masse crée une capacité de dérivation haute fréquence supplémentaire. Le routage des signaux de commande à vitesse plus lente sur la couche inférieure permet une plus grande flexibilité, car ces longueurs de signal ont généralement une marge pour tolérer des discontinuités telles que des vias.
Si un plan de tension d'alimentation ou une couche de signal supplémentaire est nécessaire, ajoutez un deuxième système d'alimentation ou de plan de masse à la pile pour la maintenir symétrique. Cela rend le second mécaniquement stable et l’empêche de se déformer. En outre, l'alimentation et le plan de masse de chaque système électrique peuvent être rapprochés, augmentant ainsi considérablement la capacité de dérivation haute fréquence.
Par rapport aux optocoupleurs conventionnels, les isolateurs numériques sont plus performants en termes de délais de propagation, de débit de données et de réduction du bruit. Cependant, les isolateurs numériques sont plus chers. Les optocoupleurs sont couramment utilisés comme solutions d'isolation à faible coût lorsque les signaux numériques sont transmis lentement. Les isolateurs numériques sont proposés à faible coût par plusieurs sociétés, mais ils ne sont pas utiles pour les onduleurs photovoltaïques car ils sont fabriqués avec des technologies conventionnelles de traitement des semi-conducteurs afin d'obtenir un nombre de canaux et une intégration fonctionnelle. Les isolateurs numériques qui utilisent la technologie de traitement complémentaire métal-oxyde-semi-conducteur (CMOS) gagnent en popularité parmi les concepteurs en raison du coût élevé des technologies d'isolation alternatives. Il permet aux concepteurs de concevoir des circuits isolés peu coûteux, compacts, fiables et hautes performances qui consomment moins d'énergie que les optocoupleurs. En plus de leur type et de leur capacité à faire passer le courant, les isolateurs numériques sont tarifés en fonction de l'application pour laquelle ils seront utilisés.
Avec la popularité croissante des isolateurs numériques dans les applications industrielles et automobiles, il peut être difficile de sélectionner le meilleur appareil pour votre système parmi la multitude d'options disponibles. Pour ajouter à ce défi, la plupart des isolateurs numériques sont conçus en tenant compte des exigences système et des applications spécifiques, vous laissant devoir parcourir une infinité de spécifications et de fonctionnalités pour garantir que l'appareil que vous avez sélectionné répondra aux exigences de votre système.
Première étape : Comprendre vos exigences en matière de spécifications d'isolation
La première étape consiste à comprendre les exigences des spécifications d’isolation de votre système. Bien que les exigences puissent parfois ressembler à une liste ouverte, pour commencer, considérez ces exigences liées à la conception d'isolation courante :
- Tension de tenue d'isolement (VISO). L'isolement de base et inférieur ou égal à 3 000 VRMS sont-ils suffisants pour votre conception, ou avez-vous besoin d'un niveau supérieur ou égal à 5 000 VRMS ? Les exigences réglementaires dictent souvent cette spécification, qui représente la tension que l'isolateur peut gérer sans panne pendant au moins 60 s.
- Tension de fonctionnement (VIOWM). Quelle est la tension constante à laquelle votre barrière d’isolation doit résister pendant toute la durée de vie du produit ? Des facteurs tels que la taille du boîtier, le degré de pollution et le groupe de matériaux peuvent affecter la tension de fonctionnement d'un composant.
uts. - Indice d'isolation contre les surtensions (VIOSM). Does the design require reinforced isolation? If so, you will need an isolator that can withstand >10-impulsions de surtension kV.
- Ligne de fuite/jeu. La ligne de fuite/dégagement de 4- mm est-elle suffisante, ou la norme de votre système exige-t-elle 8 mm ou même plus ? Cette spécification sera dictée par le boîtier des isolateurs et la grille de connexion.
- Immunité transitoire en mode commun (CMTI). Le système se trouvera-t-il dans un environnement bruyant tel que des entraînements de moteur ou des onduleurs solaires, où l'intégrité des données est critique et où toute erreur de bit peut entraîner des événements de court-circuit dangereux ? Si tel est le cas, une note CMTI élevée sera essentielle pour votre isolateur numérique.
- Consommation d'énergie. La consommation électrique globale du système est-elle une spécification critique pour votre application ? par exemple, le système est-il alimenté en boucle 4- à 20- mA ou par batterie ? Si tel est le cas, tenez compte des spécifications de consommation de courant par canal de chaque appareil.
- Débit de données. Quel débit de données votre interface de communication nécessite-t-elle ? Utilisez-vous des vitesses d'émetteur-récepteur asynchrones universelles lentes ou des protocoles de données à grande vitesse supérieurs ou égaux à 100- Mbps ? Dans ce cas, vous pouvez prendre en compte le débit de données maximum de chaque appareil.
Deuxième étape : sélectionner le bon forfait
Une fois que vous avez affiné vos exigences en matière de spécifications d'isolateur numérique, l'étape suivante consiste à envisager différentes options de package. Les boîtiers peuvent faire une grande différence en matière d'isolation, car la taille et les caractéristiques du boîtier affectent directement les capacités haute tension d'un appareil. Certaines des exigences de la liste ci-dessus (ligne de fuite, jeu, VIOWM, VIOSM, VISO) influencent également la sélection du package. Un boîtier plus grand avec une ligne de fuite et un dégagement plus larges permettra des spécifications de tension d'isolement plus élevées. Si vous pouvez répondre aux exigences réglementaires de votre système avec une option de package plus petit, un package plus petit permettra bien sûr d'économiser à la fois de l'espace sur la carte et des coûts. De plus, vous souhaiterez prendre en compte le nombre de canaux d’isolation dont votre interface de communication a besoin, car un nombre de canaux plus élevé dicte le type de package.
Troisième étape : Détermination du nombre de canaux et de la configuration
Après les spécifications, les exigences et l’emballage, il ne reste que quelques options supplémentaires à considérer. Déterminer le nombre de canaux d'isolation dont vous avez besoin pour vos signaux et la direction dans laquelle chaque signal ira vous aidera à déterminer le nombre de canaux et la configuration de vos canaux. Et prendre en compte votre état de sortie par défaut préféré (ou état de sécurité) vous aidera à déterminer l'état prédéfini de la broche de sortie (haut ou bas) lorsque le canal d'entrée d'un isolateur numérique n'est pas alimenté ou que les broches restent flottantes. Des options peuvent être disponibles pour les sorties par défaut haute et basse par défaut.
Classification de l'isolateur numérique
Isolation optique
La technologie de couplage optique est la transmission de la lumière sur une couche d'isolation isolante transparente (par exemple un entrefer) pour réaliser l'isolation. Le coupleur optique se compose généralement de trois parties : l'émission de lumière, l'amplification du signal et la réception de la lumière. Le signal électrique d'entrée amène la LED à émettre une lumière d'une certaine longueur d'onde, qui est reçue par le photodétecteur pour générer un photocourant. Il est encore amplifié puis émis. Ceci complète la conversion électricité-optique-électricité, jouant ainsi le rôle d'entrée, de sortie et d'isolation. Le principal avantage de la technologie de couplage optique est que la lumière possède une immunité inhérente aux électrons externes ou aux champs magnétiques, et que la technologie de couplage optique permet une transmission constante des informations.
Isolation de capacité
La technologie de couplage capacitif utilise un champ électrique en constante évolution sur la couche d'isolation pour transmettre des informations. Le matériau situé entre les plaques de chaque condensateur est un isolateur diélectrique qui forme une couche d'isolation. La taille des plaques, l'espacement entre les plaques et le matériau diélectrique déterminent tous les performances électriques.
L'avantage de l'utilisation d'une couche d'isolation capacitive est son rendement élevé en termes de taille et de transmission d'énergie, ainsi que son immunité aux champs magnétiques. L'inconvénient de la technologie de couplage capacitif est qu'elle n'a ni signal ni bruit différentiel et que le signal partage le même canal de transmission, qui est différent de celui du transformateur. Cela nécessite que la fréquence du signal soit beaucoup plus élevée que la fréquence attendue du bruit, de sorte que la capacité de la couche d'isolation présente la faible impédance du signal et la haute impédance du bruit.
Isolation électromagnétique
La technologie de couplage inductif utilise le champ magnétique changeant entre deux bobines pour communiquer sur une couche d'isolation. L'exemple le plus courant est un transformateur dont le champ magnétique dépend de la structure de la bobine (nombre de tours/unité de longueur) des enroulements primaire et secondaire, de la constante diélectrique du noyau magnétique et de l'amplitude du courant.
Marché des isolateurs numériques : aperçu du segment
Magnétorésistif géant pour dominer le marché en raison de sa précision supérieure
En raison de leur sensibilité et de leur précision supérieures, les isolateurs numériques basés sur la technologie d'isolation GMR connaissent une croissance rapide dans ce segment. En plus d'avoir une vitesse de commutation rapide allant jusqu'à 150 MBPS, la technologie d'isolation GMR présente également un faible délai de propagation de 10 à 15 nanosecondes. Les isolateurs numériques magnétorésistifs deviennent de plus en plus populaires en raison de leur longue durée de conservation et des matériaux avec lesquels ils sont fabriqués.
Avec une demande accrue de machines industrielles, la catégorie industrielle dominera le marché
Au cours de la période de prévision, le segment industriel détenait la plus grande part de marché et on s’attend à ce qu’il continue de dominer le marché au cours de la période de prévision. Les machines industrielles doivent inclure des isolateurs numériques pour protéger les utilisateurs et les équipements industriels des boucles de masse et des divergences, ainsi que du bruit et des fluctuations de tension. L'utilisation de ces isolateurs assure également la sécurité des machines industrielles et de leurs opérateurs. Le marché des isolateurs numériques pour le secteur industriel se développe à mesure que des solutions et des systèmes d'automatisation industrielle sont déployés pour réduire les dépenses industrielles indirectes et augmenter la rentabilité opérationnelle. Un isolateur numérique protège ces pilotes électriques d'un choc électrique lorsque les pilotes électriques les alimentent.
Shenzhen MATCHINGIC Technology Co., Ltd a été fondée en 2010, la société adhère toujours au concept de talent qui est la richesse de l'entreprise, au cours des années de développement du marché, a formé un groupe de personnel entreprenant et innovant, tout en élargissant sa part de marché au pays et à l'étranger, la société continue d'optimiser les processus commerciaux internes, d'améliorer les ventes et les achats internationaux, de s'en tenir uniquement aux produits d'origine, d'approfondir le niveau de service à la clientèle et de former progressivement ses propres avantages industriels.
FAQ
Nous sommes des fabricants et fournisseurs professionnels d'isolateurs numériques en Chine, spécialisés dans la fourniture de produits de haute qualité à bas prix. Si vous envisagez d'acheter des isolateurs numériques bon marché en stock, n'hésitez pas à obtenir la liste de prix et un échantillon gratuit de notre usine.