Mit eingebauten Diagnosefunktionen Galvanisch isolierte High-Side-Schalter steuern industrielle Verbraucher

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STMicroelectronics hat eine neue Familie achtkanaliger High-Side-Schalter vorgestellt, die aus Robustheitsgründen galvanisch isoliert sind, dank ihres R_DS(on)-Werts von weniger als 260 mΩ für eine hohe Energieeffizienz sorgen und im Interesse der Zuverlässigkeit und Fehlerbehebung mit Schutz- und Diagnosefunktionen ausgestattet sind.

Die achtkanaligen Schalter der ISO808-Familie eignen sich zum Ansteuern resistiver, kapazitiver und induktiver industrieller Verbraucher, die an einer Seite mit Masse verbunden sind. Typische Anwendungsfälle finden sich beispielsweise in speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS), Industrie-PCs und CNC-Maschinen vorzugsweise dort, wo eine Isolierung erforderlich ist, um sensible Smart-Factory-Elektronik zu schützen.

Als Grenzstrom gibt ST für die Bausteine ISO808 und ISO808A einen Wert von 0,7 A an, während die Versionen ISO808-1 und ISO808A-1 einen Grenzstrom von 1 A aufweisen. Die Varianten ISO808 und ISO808-1 verfügen über je einen separaten Eingangs-Pin pro Kanal und ermöglichen entweder die direkte Ansteuerung oder den synchronen Betrieb bei gleichzeitiger Ansteuerung sämtlicher Ausgänge. Per seriellem SPI-Eingang lassen sich die Versionen ISO808A und ISO808A-1 ansteuern, diese Bausteine sind zudem mit einem als Open-Drain-Ausgang ausgeführten Power-Good-Indikator ausgestattet, der dem Systemmanagement zugutekommt. Ein spezieller Fehlermeldungs-Pin ist bei allen Schaltern vorhanden.

Schutz vor Überlast, Kurzschluss und Übertemperatur

Der Überlastungsschutz wirkt für jeden Kanal unabhängig, sodass nicht überlastete Kanäle funktionsfähig bleiben. Überlastete Kanäle werden dagegen abgeschaltet und automatisch reaktiviert, was für eine zügige Störungsbehebung ohne Intervention seitens des Hosts sorgt. Stellt die Diagnosefunktion durch Überwachung des Kanals und der Gehäusetemperatur fest, dass der Fehler weiterhin vorhanden ist, wird der betreffende Kanal erneut abgeschaltet.

Schutz besteht außerdem vor Unterbrechungen der Masseverbindung, Kurzschluss und Übertemperatur. Zusätzlich ist eine Unterspannungs-Sperre für die ansteuerseitige und die prozessseitige Versorgungsspannung (V_DD bzw. V_CC) vorhanden. Die Kommunikation über die Isolationsbarriere hinweg erfolgt per Hochfrequenz, um die Störbeständigkeit zu maximieren. Etwaige Datenfehler werden durch eingebaute Logik gemeldet. Ein Watchdog-Timer sorgt ferner für die Sicherheit der prozessseitigen Ausgänge, wenn keine ansteuerseitige Versorgungsspannung anliegt.

Entwicklungsunterstützung mit Hard- und Software

Die Leistungsdaten und Funktionen dieser mit anderen gängigen Schaltern pinkompatiblen Bausteinen tragen dazu bei, dass industrielle Anwendungen den einschlägigen internationalen Normen entsprechen. Dies sind beispielsweise die IEC 61000 bezüglich der Beständigkeit gegen elektrostatische Entladungen, elektrische Transienten und Netzfrequenz-Magnetfelder. Erfüllt werden auch die Isolierungsvorgaben gemäß UL1577 und UL508 sowie die Sicherheitsgrenzwerte der VDE-Norm 0844-11.

Unterstützt wird die ISO808-Familie durch ein umfangreiches Entwicklungssystem: Vier industrielle Digitalausgangs-Erweiterungskarten der X-NUCLEO-Reihe für Entwicklungs-Boards der Serie STM32 Nucleo ermöglichen eine zügigere Evaluierung, während die grafische Benutzeroberfläche STSW-IFAPGUI das Konfigurieren und Ansteuern erleichtert. (cg)

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