4ch絶縁+ハイサイド/ローサイドスイッチまで1チップに統合により、BOMコストと実装面積削減可能!
産業機器用24VデジタルIO 絶縁型スマートスイッチIC「Si834x」シリーズの紹介
製品概要
「Si834x」は、12 Vや24 Vの産業用デジタルIOの負荷の制御に最適な絶縁型スマートスイッチです。従来、ディスクリートの保護素子などの多数のチップを組み合わせて構成されていたデジタル出力用回路とフォトカプラーなどの絶縁デバイスを4ch 1パッケージにまとめた製品です。
チャネルあたり最大0.7Aの連続電流で誘導負荷または抵抗負荷を駆動することができます。またランプフィラメント用にインラッシュカレント(8A)を許容するオプションもあります。負荷のインピーダンスをチェックして制御するので小型で安全な制御が可能です。各種診断機能を備え、制御インターフェースとして、各チャネル毎の制御を独立しておこなうパラレルインターフェースのほか、SPIインターフェースでは最大32デバイス(128ch)までデイジーチェーン接続が可能です。
ラインナップとして1.25A/2ch品 2.5A/1chのラインナップも揃えています。
対象アプリケーション
Si834xスマートスイッチはPLCなどの産業機器で用いられるデジタルIOにおいて、ソレノイドやリレー、ランプなどの抵抗負荷や 誘導負荷の制御に最適です。
内部に各種保護機能を備えており、過電流、消磁による過電圧(キックバック電圧)などから保護・統合された24Vデジタル出力ソリューションです。
- プログラマブルコントローラー(PLC・シーケンサー)や産業用12V/24VデジタルIO
- モーションコントローラー
- スマート ソリッドステート・リレー (SSR)
製品特徴
- シンク出力/ソース出力対応品 オプションあり
- 出力電流とチャネル数のオプション 0.7A/ch 4ch , 1.25A/ch 2ch , 2.5A/1ch 1ch
- ランプフィラメントなどの高い突入電流(8A)をサポートするオプション
- 多様な診断機能 - 電源モニター・過電流・過温度・オープン検知・通信エラー診断など
- 多彩な保護機能 - 短絡/過電流保護・過温度保護
- 絶縁耐圧 1.5kVrms (UL1577 1 min.)
- コモンモード過渡電圧耐性(CMTI) Min. 100kV/us
- パラレル・SPI制御オプション (SPI経由で128chまでデイジーチェーン可)
- コンパクトな9x9㎜ DFN32パッケージ
内蔵の保護機能によって外付け素子が最小限に抑えられ小型化が可能になります。
またデバイス自体も小型QFNパッケージで非常に小さいです。
製品ラインナップ
Si834xデータシート P3 Ordering Guide 参照
型番一覧表(Ordering Guide)の各項目はそれぞれ以下の機能を示しています
下記の機能のありなしで多くのオプションラインナップ
・ Ordering part Number |
製品番号 |
・ Output Driver Type |
ハイサイドまたはローサイドスイッチ |
・ Input Interface |
パラレルとSPI およびその両方 |
・ Output Channels |
出力チャネル数 |
・ Continuous Output Current |
定常出力電流 0.7A (155mΩ),1.25A (78mΩ),2.5A (41mΩ) |
・ Inrush Current Mode |
ランプなどの突入電流を一定時間許容するモード |
・ Channel Status Indicator |
各チャネルの状態を制御側で表示可能 |
・ Low Voltage Indicator |
電源電圧不正の表示 |
・ Open Channel indicator |
チャネルのオープン検知 |
・ Clear Fault Input |
Faultピンの診断レポートを手動でリセットする入力 |
製品の機能
8つの診断機能
負荷の状態やデバイスの電源などを統合して確認できる機能を備えています。
診断機能 | Severity | Description | |
チャンネル毎 | Open-Circuit | Warning | 端子のオープン検出 正常に出力 |
Over-Current | Shutdown | 過負荷を検出. 出力をすぐにOFF | |
Over-Temperature | Constraint | チャンネル毎の過熱保護 消磁時間を遅くし 出力は再度ONしない | |
全チャンネル | Shutdown | チップの過熱時は全ての出力がOFF | |
VDD2 Low-Voltage | Warning | VDD2 が VDD2UV18.よりも低い 全出力通常 | |
VDD2 Overvoltage | Constraint | VDD2 が VDD2OV32.を越えたとき消磁のスピードを落とす | |
VDD2 Undervoltage | Shutdown | VDD2 が VDD2UV9.を越えるとき全ての出力をOFF | |
VDD1 Undervoltage | Shutdown | VDD1 が VDD1UV.より低いとき全ての出力OFF | |
Communication Error | Shutdown | 1-2次間の信号が途絶えたとき全ての出力をOFF |
Constraint:制限
マルチ電圧消磁クランプ(multi-voltage “smart” output clamp)
例えば出力に接続されたリレーなどをONからOFFした場合、端子に高い電圧が発生し電流が流れます。これによりリレーのコイルに溜まったエネルギーを消費し消磁する為熱が発生します。これまでの回路では外付けのダイオードなどにこのエネルギーを消費させていたので熱容量や電流容量の大きな部品を要していました。
マルチ電圧消磁クランプ機能により外付け部品の小型化が可能になりました。
従来品 電圧/電流 波形
大きなキックバックが発生するためデバイスにかかる熱損失も大
Si834x出力波形
発生したキックバックが低い電圧でクランプされ熱に変わりにくい
ショート保護回路とインラッシュカレントモード
出力電流リミットの電流IOCLを超えると出力は一定時間(tOCL)後にOFFしデバイスが破壊に至らない回路的な配慮がされています。
電流を流し続け過温度によってシャットオフするのではなく負荷をみて制御しておりジャンクション温度が上がらないように考えられています。
また一部のオプションでは8A(IOPCL)までのインラッシュカレントを許容しておりランプフィラメントなどの駆動も可能です※
※ Si834xデータシートP3 Ordering Guide上でInrush Current Mode "Yes"と記載されている型番のみ対応
評価ボード
Si834x単体の評価ボードです。
UG390:評価ボードのユーザガイド
マクニカマウザーでの購入
製品をいち早く購入したい方は、ぜひMacnica-Mouserから購入ください。以下ボタンをクリックするとMacnica-Mouserサイトに遷移します。
関連資料
データシート
Si834x Isolated Smart Switch Data Sheet
アプリケーションノート:
AN1212: Advanced Load Driving Considerations for Skyworks Smart Switches
Si834xの動作に関する資料です。
AN1382: Si83xx SPI Motherboard Quick Start Guide
複数評価ボードを制御するマザーボードのクイックスタートガイド
ユーザーガイド:
UG390: Si834x-EVB User Guide
単品評価ボードのユーザガイド
UG459: Si83xx SPI Motherboard User Guide
複数評価ボードとマザーボードのユーザガイド
問い合わせ
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