Silicon Labs anunció una nueva familia de amplificadores analógicos aislados, sensores de voltaje y dispositivos moduladores delta-sigma en APEC2019. La familia de productos Si89xx ofrece opciones de voltaje, corriente y paquete para los ingenieros eléctricos que se centran en la electrónica de potencia.

Los sistemas de control de potencia requieren una medición precisa y casi instantánea de la corriente y el voltaje para mantener la eficiencia y detectar fallas y cambios en la carga del sistema.

La mayoría de los circuitos integrados actuales funcionan con 5 V de diferencia de potencial o menos, mientras que la mayoría de los motores industriales funcionan a 240 V o más. Para medir la alta tensión presente en un motor con la baja tensión presente en el microcontrolador requiere un poco de ingeniería. La mejor práctica de diseño industrial estándar consiste en aislar galvánicamente los circuitos de alto voltaje de los circuitos de bajo voltaje, lo que significa que no existe una ruta eléctrica posible que un electrón pueda tomar desde el lado de alto voltaje al lado de bajo voltaje del circuito.

Diseño orientado al futuro

En el pasado, los ingenieros han utilizado transformadores, optoacopladores y sensores de efecto de hall para medir líneas de alto voltaje con sensores de bajo voltaje. Silicon Labs, sin embargo, optó por utilizar condensadores integrados en sus circuitos integrados para realizar las conexiones dentro de sus circuitos integrados CMOS.

Podría preguntar por qué un ingeniero elegiría una solución CMOS basada en capacitativa en lugar de una solución optoacoplador. La respuesta es que todos los dispositivos ópticos cambian a lo largo de su vida, como señala Rudye McGlothlin de Silicon Labs en una entrevista en APEC. "No diseñas para cómo funciona un optoacoplador ahora, diseñas para cómo va a funcionar dentro de cinco años. "La eficiencia electrónica varía mucho con el tiempo, la temperatura y el voltaje", afirma.

“En algunas tecnologías de aislamiento, electromagnéticas. [emissions] son un gran problema Pero nuestra implementación está basada en capacitivas, una capacitancia realmente pequeña con señalización diferencial, nuestro rendimiento de EMI es realmente bueno ", señala McGlothlin.

Sensores y aplicaciones de nueva generación

La tercera generación de sensores recientemente anunciada por Silicon Labs tiene un voltaje de trabajo de 1414 V y puede soportar sobretensiones bipolares de hasta 13 kV. Los dispositivos en esta familia típicamente tienen errores de compensación tan bajos como ± 40 µV, ± 0.1% de error de ganancia, desviación de desplazamiento tan bajos como ± 0.15 µV / ° C, ganancia de deriva tan bajo como -6 ppm / ° C, y SNR hasta 90 dB.

La familia Si89xx. Imagen cortesía de Silicon Labs.

Las aplicaciones industriales incluyen inversores industriales y de energías renovables; Controles y variadores de CA, sin escobillas y de CC; control motor de velocidad variable; y fuentes de alimentación aisladas y en modo conmutado.

Las aplicaciones automotrices incluyen administración de baterías, adquisición de datos industriales e interfaces de sensores industriales.

Productos en la línea 89xx.

Si892x amplificadores analógicos aislados optimizados para la detección de corriente de derivación.

Diagrama funcional de bloques de la hoja de datos SiLabs 8920.

Si8931 / 2 amplificadores analógicos aislados optimizados para detección de voltaje de propósito general.

Diagrama de bloques funcional de la hoja de datos Si8931 / 2.

Si8935 / 6/7 dispositivos DSM aislados optimizados para detección de voltaje

Diagrama funcional de bloques de la hoja de datos SiLabs 8935/6/7.

Dispositivos DSM aislados Si8941 / 6/7 optimizados para la detección de corriente en derivación

Diagrama funcional de bloques de Silabs 8941/6/7 hoja de datos.

¿Eres un ingeniero de potencia con experiencia en uno de estos dispositivos? ¡Cuéntanoslo en los comentarios a continuación!