Maxim科技聚焦 | 利用具有工业保护的低边数字输出方案大幅降低功耗

为了跟上竞争的步伐并满足日益增长的客户需求，全球工业系统都面临着前所未有的压力，以保持不断地发展、创新。随着工厂车间越来越智能化，生产流程得到优化，体积和可靠性成为每个系统的关键问题。

自动化工厂利用可编程逻辑控制器(PLC)管理大量的传感器以及输出设备的输入和控制信号。PLC通过数字输出驱动或激励工厂车间的各种高压(24V+)负载，例如继电器、灯、阀门及其他执行器。简而言之，这些数字输出本质上充当电子控制的通/断开关。根据系统设计的不同，PLC可能使用高边或低边开关控制。

传统设计中，中国、日本等东方工业市场普遍使用低边开关，但随着技术不断的全球化，数字输出模块制造商正在扩展其产品线，以满足各个终端市场的需求。目前，一些低端的工厂自动化设备采用的是尚未经过优化的分立方案，尽管非常便宜，但由于其功耗、散热存在很大的局限性，难以满足高端模块产品对I/O密度以及总体方案尺寸的要求。

另一项需要考虑的因素是特定系统的保护和可靠性。当关断电感量较大的负载时，必须通过高压箝位电路为耗散线圈的能量提供一条通路，以避免器件损坏。此外，在数字输入/输出（I/O）模块中，每路通道的浪涌和ESD保护也必不可少。体积大而笨重的分立式TVS阵列可以提供可靠保护，但在多通道设计中会严重影响外形尺寸。最后，由于许多工厂自动化系统的高复杂度，容易引发负载电源接线错误的故障。

总而言之，在设计PLC (或电机控制)系统时，需要解决一些关键挑战，包括：

功耗：降低功耗可实现更小的外形尺寸，减轻散热设计。
可靠性：系统必须具有保护功能，能够防止各种潜在危害，例如浪涌、ESD、电感负载反冲、线路错接等故障。
方案尺寸：较大的分立元件会限制可用的电路板空间、大大降低模块设计的I/O密度。

新型I/O方案将功耗、尺寸减半

MAX14919是Maxim Integrated推出的数字输入/输出产品家族的最新成员。得益于每通道较低的导通电阻(140mΩ, 典型值)，这款具有工业保护的四通道低边开关的功耗比竞争产品降低70%。器件具有±1kV/42Ω、8µs/20µs集成浪涌保护，以及±8kV接触放电和±25kV气隙放电ESD保护。反向电流检测能够防止负载电源反接，内部高压箝位电路支持快速负载消磁。MAX14919采用6.5mm x 6.4mm、20引脚TSSOP封装，是PLC、分布式控制系统(DCS)或电机控制方案的理想选择，帮助客户大幅提高I/O密度，能够与市场上的最高集成度方案抗衡。

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来源：美信半导体