PLC系统中AI/AO卡件的应用

PLC****中AI/AO卡件的应用

在PLC系统中，常见模拟量输入信号可见+/-10V和0-20mA，而DCS在此基础上又对50/60Hz的工频抑制比提出了额外的要求，通常会将模拟开关、运放、基准和AD做集成，封成一个ADC芯片以便于客户直接设计。这样的优点是集成度高、片内基准精度高、可自主选择PGA放大系数，方便客户使用。

ADC和MCU之间的通信，为了系统安全往往都会做隔离处理，比较多的是SPI接口，川土微电子的多通道数字隔离器CA-IS37XX系列可以很好地满足各种通信信号的隔离。MCU后续和PLC控制器做的通信选择较多，目前川土助力于客户对于标准CAN、RS485、PHY芯片的选择，CA-IF48XX和CA-IF1051S提供高规格、高速率，强ESD保护。

PLC中DI/DO卡件的应用

在DI的卡件中，很多客户目前用的还是二极管桥臂+光耦的分离方式去实现双向信号输入，这种情况下往往单路体积就较大，加上PLC应用中DI通道数又很多，所以就对布板布线推出了一定的要求。川土在这种情况下开发了CA-IS398X，把8通道的数字输入做集成，支持高速2Mbps和低速250kbps的速率，支持并口和串口选择，极大地方便了客户设计。

DO卡件根据Sink/Source的输出类型可以分为两类，目前较多的还是以Sink类型为主，且更多地还是用光耦的分离方案来实现，通过添加三极管和保险丝做普通的过流保护。

PLC中控制板的应用

在PLC的控制板中除了需要和各个板卡之间做通信以外，同样也需要和外机做通信，因此往往会做外部通信的隔离，包括232隔离, 485隔离, CAN隔离等。川土微电子针对不同的485和CAN隔离方案具有非常全面的选择。

川土微电子提供了四种不同的方案：

1）外置的隔离电源+数字隔离器+485/CAN收发器，对应三种器件都可做具体的产品选择；

2）把隔离电源集成在数字隔离器中做二合一的处理；

3）把隔离器和485/CAN做集成加单独的隔离电源供电；

4）考虑到部分客户对于隔离电源的需求不强，而且整个系统中可能只有一个对外通信需要做隔离处理，再单独额外做隔离电源变压器就会成本较高，为此，川土微电子推出了全集成式三合一的方案，把隔离电源包含在隔离485/CAN芯片里面，同时可以做到0.5W的功率输出，方便用户做设计。

伺服应用

伺服大体分为控制部分和功率部分，控制部分包含一系列的485、CAN，川土微电子的485和CAN接口产品包括CA-IF48XX、CA-IF1051等料号，不同参数和封装可以很完善地解决客户这方面的需求。

功率部分，川土微电子在研的EtherCAT产品就是针对PLC和伺服变频应用中对FPGA越来越广泛的需求。除此以外，在小功率伺服应用中，广泛用到了IPM来做电机驱动，川土基于此PWM隔离有6通道数字隔离器，相较以前高速光耦方案极大地降低了成本和体积，我们也看到越来越多的客户已经接受了这种方案。

由于伺服应用的准确性，往往需要采集电机信息来构成速度环、电流环、位置环，以便FPGA或者MCU来对电机做准确控制，电流信息基本上来源于电机的相电流，于是就有隔离运放做电流采样，出于过压保护的考虑，客户同样会对母线电压进行信号采集。

川土微电子基于此同样做了产品部署，且对于隔离采样的规划非常完全，既包含模拟输出的隔离运放，也有方便客户直接处理数据的隔离ADC。

伺服控制中的速度环和位置环都是通过外接编码器来实现，编码器的通信方式多种多样，但目前主流的还是以485通信为主， 部分用户需要做隔离处理，部分用户不需隔离处理，川土微电子针对此都有非常完整的产品可供选择。

变频器应用

和伺服控制系统相似，变频器同样有控制部分和功率部分两大块组成，通信功能相较伺服会少很多，目前协议也比较少用到EtherCAT通信，功率部分由于变频器功率会做的比较大，不再适用于IPM的驱动方案，所以会有大功率的IGBT模块来做驱动，这个时候就需要有专门的隔离驱动器来做驱动。

川土微电子正在定义这一款产品，会首先做和光耦驱动的兼容，最大输出电流能力在4A以上，不需要客户额外添加驱动加强的电路来做处理，而且这一块会集成UVLO功能，针对MOS和IGBT不同的选择有不同的阈值。