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Diseños industriales cada vez más pequeños

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Ejemplo de aplicación para nuevos diseños industriales

Además de reducir el tamaño de los diseños, los ingenieros tienen que desarrollar productos capaces de funcionar con fiabilidad en un entorno en el que el ruido eléctrico es elevado. Con la creciente automatización se concentra la maquinaria accionada eléctricamente, por ejemplo, con motores y actuadores que pueden crear altos transitorios de alta tensión. Los picos de transitorios pueden dañar los circuitos sensibles y alterar las mediciones de sensor de lectura precisa, especialmente cuando intervienen señales analógicas.

La tendencia es convertir las señales analógicas al ámbito digital lo antes posible tras la medición, pero esto todavía afecta negativamente la exposición del convertidor analógico-a-digital (ADC) y el convertidor digital-a-analógico (DAC) con respecto a dichos transitorios por conducción. El aislamiento, la separación eléctrica o galvánica de una señal, es un método que mitiga los efectos de los transitorios. El aislamiento también es necesario para evitar daños en los circuitos adyacentes, así como de cara a la certificación de la seguridad eléctrica. Una medida razonable es el aislamiento entre un sensor y su convertidor AD asociado y un microcontrolador host.

En un ejemplo de monitorización de condiciones, el sensor se conecta directamente a un motor que probablemente va alimentado por línea y presenta un trayecto potencial para tensiones por dispersión de retorno al host. El aislamiento garantiza que los picos de tensión perjudiciales o las corrientes de fuga presentes en el sensor o el convertidor analógico-a-digital nunca alcancen el microcontrolador.

En este ejemplo, el convertidor analógico-a-digital también necesitaría una alimentación desde una fuente aislada. Para alcanzar este grado de aislamiento se requiere tanto aislamiento de potencia como de señal de datos y se diseñaría usando un convertidor DC-DC aislado y CIs con aislamiento de señal digital (véase la figura 1).

Figura 1: Diagrama de bloques funcional de un frontal analógico de monitorización de condiciones conectado a un microcontrolador host. (Fuente: Mouser)
Figura 1: Diagrama de bloques funcional de un frontal analógico de monitorización de condiciones conectado a un microcontrolador host. (Fuente: Mouser)

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