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模拟IC如何应对工业控制应用高要求

www.cechina.cn2009.09.08阅读 2615

        工业设备模拟IC与消费者电子产品设计之间可能存在相似处,但是为了满足工业电子环境要求,在某些方面要求采用特殊的方法。
        “虽然有本质上的不同,但还是会存在重叠的相似部分。”Microchip Technology公司模拟产品高级市场经理Art Eck 指出。
        工业控制的电压在48CONTROL ENGINEERING China版权所有,24,12V频道上控制工程网版权所有,而分给处理器的电压为5V,3.3V甚至更低。由于高电压超出了普通模拟设计的可承受范围,一些模拟IC供应商特别为工业设备开发了特殊的处理器。
        “两年前我们为工业设备设计出了两种处理器。” Analog Device公司应用工程师Matt Duff说道,“其中一个名为iCMOS处理器,而另外一种是iPolar 处理器。”
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nbsp;       ADI公司的iCMOS或者工业CMOS处理器将高电压硅与亚微粒CMOS结合,补偿使用了bipolar技术。借助这种制造能力,电路设计师开发出了基于iCMOS设计技术在30V电压操作下的高性能模拟IC。例如,ADI公司的AD8253产品是一种采用CMOS处理器设计的可开关仪表放大器(http:/
        /designnews.com.cn/0907-601.aspx)。采用iCMOS处理技术设计开关比bipolar技术更加容易。除了可编程增益放大器之外,该IC产品能够承受±5到±15V的电压。
        更加新颖的iPolar处理器在工业设备中使用浅槽隔离技术,设备要求应用biplar模拟组件以承受高压。ADI公司的AD8226产品(http://designnews.com.cn/0907-602.aspx)采用了iPolar处理技术。
        “在8226产品中CONTROL ENGINEERING China版权所有,我们植入一些电路,能够让零件承受比电源电压稍高的电压值。”Duff说道。AD8226产品是一种轨至轨输出仪表放大器控制工程网版权所有,可以在单一电源电压±1.3 到±18V 或者 2.6V 到 36V范围内进行操作。
        温度要求越来越高
        较高电压只是模拟IC在工业操作环境中遇到的一个问题而已。总是比用户产品要高出一些的工业设备内操作温度也在持续增加。 
 

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        Analog Device公司为工业设备特别设计的AD8226产品控制工程网版权所有,能够测量大约±15V范围内的电压,并且能保证承受±25V的电压,而一般情况下可以承受±40V。

        “每个行业都在担心温度问题,但是工业设备看起来尤为突出。”Microchip公司的 Eck说道。为了监控和感应这些温度变化,Microchip公司用MCP9800和MCP9700产品设计了硅基温度感应器。9800系列产品是数码控制温度感应器,它具有双线I2C/SM总线兼容界面,可以读出-55℃到125℃范围内的数值(http://designnews.com.cn/0907-603.aspx)。相反的,9700产品是使用简单电压输出、0℃到70℃范围内±4℃精确度的电热调节器来降低成本(http://designnews.com.cn/0907-604.aspx)。电热调节器要求的处理时间前提下,在硅的设计避免了采用额外的无源器件,也省去了对处理器内输出值进行线性化的需求。
        “工业设备一般是在-40℃到125℃范围较宽的温度环境内变化。” Eck说道。不像市场上或消费者电子产品操作温度范围在0℃到70℃,工业设备的温度操作范围在-40℃到85℃之间。“我们发现需要将温度提升到1

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