英飞凌工业隔离和自动诊断集成方案

ISOFACETM英飞凌工业隔离和自动诊断集成方案ISOFACETM的开发背景及典型应用ISOFACETM的主要技术特点ISOFACETM的特性及给客户带来的好处强大支持Page22015英飞凌电源管理全国巡回研讨会Copyright©InfineonTechnologiesAG2015.Allrightsreserved.ISOFACE™目标市场：宽广范围的工业应用可编程逻辑控制器驱动器工业电脑分散控制系统机器人楼宇控制装备通用控制装备贩卖机拾取和放置机器传感器输入模块测试与测量装备…更多Page32015英飞凌电源管理全国巡回研讨会Copyright©InfineonTechnologiesAG2015.Allrightsreserved.ISOFACETMPLCIO板卡(应用案例)挑战现实世界中充满各种各样的EMI源输出输入和强电磁区非常接近长距离电缆（长至1km）来自大负载的电源侧和开关侧的容性或感性耦合Page52015英飞凌电源管理全国巡回研讨会Copyright©InfineonTechnologiesAG2015.Allrightsreserved.VbbGDS起因负载走线带来的RF干扰影响能够耦合到MOSFET门极驱动，导致误开关强电磁区RF干扰源输出输入和强电磁区非常接近Page62015英飞凌电源管理全国巡回研讨会Copyright©InfineonTechnologiesAG2015.Allrightsreserved.VoutVoutdUdttVbb„off“关断感性负载脉冲和浪涌源(1/2)起因影响关断时，感性负载内存储的能量会带来负电压尖峰输出输入和强电磁区非常接近Page72015英飞凌电源管理全国巡回研讨会Copyright©InfineonTechnologiesAG2015.Allrightsreserved.容性或感性耦合脉冲和浪涌源(2/2)IloaddIdtt„on“ILoadVbb起因影响开通容性负载会带来电流尖峰长距离电缆（长至1km）来自大负载的电源侧和开关侧的容性或感性耦合Page82015英飞凌电源管理全国巡回研讨会Copyright©InfineonTechnologiesAG2015.Allrightsreserved.GalvanicIsolationISOFACE™保护控制侧不受生产过程侧干扰RXTXRXTX传感器开关负载PLC3.3V:µC区域►“控制侧“24VDC:工厂层►”过程侧“电隔离Page92015英飞凌电源管理全国巡回研讨会Copyright©InfineonTechnologiesAG2015.Allrightsreserved.ISOFACETM系统方案板24VDC:工厂层►”过程侧“3.3V/5VµC区域►“控制侧“电隔离Page102015英飞凌电源管理全国巡回研讨会Copyright©InfineonTechnologiesAG2015.Allrightsreserved.ISOFACETM的开发背景及典型应用ISOFACETM的主要技术特点ISOFACETM的特性及给客户带来的好处强大支持Page112015英飞凌电源管理全国巡回研讨会Copyright©InfineonTechnologiesAG2015.Allrightsreserved.CorelessTransformer无核变压器技术集成到IC内部的电隔离变压器：芯片线圈使用金属硅片层二氧化硅绝缘隔离初级和次级线圈线圈设计最大化垂直方向的磁通量外围封闭环增强EMI鲁棒性Page122015英飞凌电源管理全国巡回研讨会Copyright©InfineonTechnologiesAG2015.Allrightsreserved.ISOFACE™集成电隔离8路输出到负载µC接口8SwitchesµCinterfaceTransformerPage132015英飞凌电源管理全国巡回研讨会Copyright©InfineonTechnologiesAG2015.Allrightsreserved.令人信服的益处ISOFACE™优点vs.光耦工作温度+150°CTchip老化或高温下没有降级速度更快（5倍）集成开关和控制逻辑益处:►理想的高温工业应用►更长的工作寿命►更高可靠性►理想的高精度和高速应用►节省PCB空间至少50%Page142015英飞凌电源管理全国巡回研讨会Copyright©InfineonTechnologiesAG2015.Allrightsreserved.ISOFACETM的开发背景及典型应用ISOFACETM的主要技术特点ISOFACETM的特性及给客户带来的好处强大支持Page152015英飞凌电源管理全国巡回研讨会Copyright©InfineonTechnologiesAG2015.Allrightsreserved.RoadmapISOFACETM产品家族集成电隔离&自动诊断保护功能..H811G8x0.6AParallelH812G8x0.6ASPIH815G8x1.2AParallelH816G8x1.2ASPI集成电隔离接口直连µC3.3V/5VSPI或Parallel短路保护感性负载开关高达1.2A负载电流集成自动诊断:过载&短路8通道开关ICs..采样滤波诊断速度设置Vbb监测断线I811T125kHz4/ICI813T500kHz9/channel8通道数字输入ICs集成电隔离接口直连µC3.3V/5VSPI或ParallelIEC-InputTypes:1/2/3..8通道开关ICsH823V8x0.6A12x12VQFN2.5kV集成电隔离3.3VµC接口(SPI,parallel)每个通道自动诊断保护功能:开路Vbb短路GND短路&过载过温5类芯片级全面诊断..尚未发布:第2代数字输入尚未发布:System-ICPage162015英飞凌电源管理全国巡回研讨会Copyright©InfineonTechnologiesAG2015.Allrightsreserved.高边开关vs.低边开关区别高边开关(“源边开关“)低边开关(“副边开关“)主导:西方国家，包括亚洲大约80%主导:日本约20%Page172015英飞凌电源管理全国巡回研讨会Copyright©InfineonTechnologiesAG2015.Allrightsreserved.ISO1H81x:负载电流µC接口H8118x0.6A3.3/5VparallelH8128x0.6A3.3/5VserialH8158x1.2A3.3/5VparallelH8168x1.2A3.3/5VserialISOFACETM8通道高边开关ISO1H81xG益处:无需光耦失效依然安全无需外部钳位二极管系统维护支持主要特点:集成电隔离500Vrms*:EN61131-2,UL508集成短路保护感性负载开关集成诊断:开路&短路监测欠压监测(负载侧)*1min500Vand1250V5sec高度集成开关方案:高等级鲁棒性牢固可靠集成诊断ISOFACETM8通道高边开关主要特点和区别5VSP000722122ISO1H801GVDECertificates:EN60664-1EN61131-2ULCertificates:UL508CSAC22.2No.14ISOFACE™H81xG系列获得认证Page202015英飞凌电源管理全国巡回研讨会Copyright©InfineonTechnologiesAG2015.Allrightsreserved.RoadmapISOFACETM产品家族集成电隔离&自动诊断保护功能..H811G8x0.6AParallelH812G8x0.6ASPIH815G8x1.2AParallelH816G8x1.2ASPI集成电隔离接口直连µC3.3V/5VSPI或Parallel短路保护感性负载开关高达1.2A负载电流集成自动诊断:过载&短路8通道开关ICs..采样滤波诊断速度设置Vbb监测断线I811T125kHz4/ICI813T500kHz9/channel8通道数字输入ICs集成电隔离接口直连µC3.3V/5VSPI或ParallelIEC-InputTypes:1/2/3..8通道开关ICsH823V8x0.6A12x12VQFN2.5kV集成电隔离3.3VµC接口(SPI,parallel)每个通道自动诊断保护功能:开路Vbb短路GND短路&过载过温5类芯片级全面诊断..尚未发布:第2代数字输入尚未发布:System-ICPage212015英飞凌电源管理全国巡回研讨会Copyright©InfineonTechnologiesAG2015.Allrightsreserved.ISOFACETM8通道数字输入芯片ISO1I81xT共同特点：输入:IEC61131-2(Type1/2/3)500Vrms隔离(UL1577)I813主要特点:高达500kHz采样频率可编程抗尖峰脉冲滤波*自动诊断:断线，各通道独立Vbb欠压监测I813主要特点:高精度/高速应用增强的EMI鲁棒性强大的维护支持帮助降低工厂停产次数/时间造成的损失ISO1I81x:I811:比光耦更集成&鲁棒性更好I813:先进的数字输入方案共同益处:缩短研发时间无需设计和测试分立电路高度集成方案:高等级鲁棒性快速诊断ISOFACETM8通道数字输入芯片主要特点和区别Vbb监测支持预防性维护VbbVbb监测不报警:Vbb16V欠压：Vbb掉到16V以下预报警:“供电电源可能太弱““Vbb高阻抗走线“IC继续工作,但在正常工作范围外MV电压丢失:Vbb低于13V报警:Vbb处于IC正常工作的边缘“你所读到的信息都不可信!“W4S等待处理:Vbb低于9V报警:Vbb低于工作范围Page242015英飞凌电源管理全国巡回研讨会Copyright©InfineonTechnologiesAG2015.Allrightsreserved.ISOFACETM数字输入系统鲁棒性内建•Vbb监测电源ok?•断线监测电气接触ok?How:高阻抗电阻与开关并联*CRC=CyclicRedundancyCheck循环冗余校验•电感电隔离EMI鲁棒性•SiO2隔离层耐久性•抗尖峰脉冲滤波噪声免疫可靠电隔离节省µC接口传感器检测SPIwithCRC*8ISOFACE™I81xT系列获得UL1577认证Page262015英飞凌电源管理全国巡回研讨会Copyright©InfineonTechnologiesAG2015.Allrightsreserved.ISOFACETM8通道数字输入ISO1I811T：典型应用Page272015英飞凌电源管理全国巡回研讨会Copyright©InfineonTechnologiesAG2015.Allrightsreserved.设想在一个化学工厂化学处理:7/24一旦装备掉线超过30分钟就需要完整的清洁和重启过程损失生产时间=5小时产出:每天120卡车价值:7MYen/卡车每次重启花费:170MYen找寻故障原因的时间=“纯现金”急需减少排除故障的时间Time-To-Fix-Problem“TTFP“Page282015英飞凌电源管理全国巡回研讨会Copyright©InfineonTechnologiesAG2015.Allrightsreserved.ISOFACETM的开发背景及典型应用ISOFACETM的主要技术特点ISOFACETM的特性及给客户带来的好处强大支持Page292015英飞凌电源管理全国巡回研讨会Copyright©InfineonTechnologie