デジタル入出力

開発中の PLC (プログラマブル ロジック コントローラ) と産業用制御システムに適した、包括的な I/O ソリューションを設計できます

TI の I/O アーキテクチャ製品ラインアップを活用すると、システム設計を最初から最後まで実施できます

デジタル入出力 (I/O) モジュールは、ファクトリ オートメーションやプロセス オートメーションに不可欠であり、多様なセンサやアクチュエータとの重要な接続を実現します。これらのモジュールの入力側に、シンプルなプッシュボタン、近接スイッチ、高速デジタル エンコーダを接続します。同様に、I/O モジュールは出力側で、シンプルな電球、リレー、接触器、アクチュエータ、モーターを駆動します。TI の製品ラインアップを参照すると、プログラマブル ロジック コントローラ (PLC) や産業用制御システムに適した、絶縁型または非絶縁型の各アーキテクチャで活用できる、競争力の高いソリューションが見つかります。 

デジタル I/O アーキテクチャ

電力効率が優れた高密度オートメーション ソリューションに役立つ絶縁型デジタル入力

絶縁型デジタル入力は、センサ入力 (または他の種類の入力) と、ホスト コントローラ インターフェイス向けのロジック出力の間でガルバニック絶縁を実現します。従来のフォトカプラ ソリューションと比較すると、TI の絶縁型デジタル入力デバイスは、高精度の電流制限を達成する、シンプルで低消費電力の代替選択肢が揃っています。

TI の絶縁型デジタル入力製品は、最大 8 チャネルのソリューションを取り揃えており、大幅なスペースの節減と設計の複雑さの低減を両立できます。フォトカプラに対するこの代替品を採用すると、コンパクトで高密度の PLC (プログラマブル ロジック コントローラ) I/O モジュールを設計できます。

利点:

  •  部品表 (BOM) とボード面積を最小化できます
  • 設計の複雑さを低減
  • システム消費電力を削減

TI のデジタル入力製品ラインアップの詳細:

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アプリケーション概要
Digital Input Module, Digital Output Module
このアプリケーション ブリーフでは、標準的なハイサイド スイッチ出力と標準的なデジタル入力デバイスを使用し、8 チャネルの構成可能なデジタル I/O モジュールを製作する方法について説明します。
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このアプリケーション ブリーフでは、PLC (プログラマブル ロジック コントローラ) やモーター ドライブ内で使用するデジタル入力モジュールの設計を改善する方法を説明します。
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リファレンス デザイン
1 個の光学スイッチを使用する、配線の断線検出のリファレンス デザイン
このリファレンス デザインは、TI の ISO1211、ISO1212、ISO1228 の各デバイスを使用し、16 チャネルの絶縁デジタル入力をコンパクトに実装する方法を提示します。
デジタル入力 に関する主な製品
新製品 ISO1228 アクティブ 電流制限機能と LED 表示機能搭載、8 チャネル、絶縁型、24V ~ 36V デジタル入力レシーバ
ISO1212 アクティブ デジタル入力モジュール向け、デュアルチャネル、24V ~ 60V、絶縁型デジタル入力レシーバ
ISO1211 アクティブ デジタル入力モジュール向け、シングルチャネル、24V ~ 60V、絶縁型デジタル入力レシーバ

負荷の駆動と保護に適した各種ハイサイド スイッチ

PLC (プログラマブル ロジック コントローラ) のデジタル出力から、抵抗性、静電容量性、誘導性の各負荷を信頼性の高い方法で駆動できるように、TI の製品ラインアップは保護機能と診断機能を内蔵しています。モーターや長いケーブルが関係する場合は、TI の各種スイッチはドレイン ソース間電圧を内部でクランプし、負荷のインダクタンスを消磁します。安全性モジュール向けに、TI は 60V の動作電圧許容誤差を実現しているほか、サージと電気的高速過渡 (EFT) の各規格をサポートしています。

広い動作電圧範囲や外部スイッチ コントローラ オプションという特長があります。そのため、ファクトリ (工場) に加え、デジタル出力を使用して、モーター ドライブ、オフロード車両、エネルギー ストレージ、EV 充電の駆動をサポートすることができます。

特長:

  • 調整可能な電流制限
  • 誘導性負荷を消磁する出力クランプ
  • 断線と電源への短絡の検出
  • 高精度の電流センシングと ADC

TI のハイサイド製品ラインアップの詳細:

技術記事
Decrease factory downtime in 24-VDC power distribution with advanced load diagnostics
ADC を内蔵したハイサイド スイッチを採用して、電流センシングと負荷診断をシンプルにし、問題を迅速に解決する方法をご確認ください。
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ビデオ
TI の各種ハイサイド スイッチ採用で、工場の現場に電力を供給
SPI (シリアル ペリフェラル インターフェイス) 経由で構成可能なハイサイド スイッチを採用し、単一のマイコンを使用して複数のオフボード負荷に 24V を分配する方法をご覧ください。
アプリケーション概要
Digital Input Module, Digital Output Module
このアプリケーション ブリーフでは、標準的なハイサイド スイッチ出力と標準的なデジタル入力デバイスを使用し、8 チャネルの構成可能なデジタル I/O モジュールを製作する方法について説明します。
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ハイサイド デジタル出力 に関する主な製品
TPS274C65 アクティブ SPI インターフェイスと ADC 内蔵、12V ~ 36V、65mΩ、4 チャネル、ハイサイド・スイッチ
TPS281C100 アクティブ 6V ~ 60V、100mΩ、4.5A、シングルチャネル ハイサイド スイッチ

ローサイド スイッチは、効率的かつ信頼性の高いシステムを駆動します

PLC (プログラマブル ロジック コントローラ) のデジタル出力モジュール内で、電源のローサイドを切り替えると、負荷への電流の流れを制御できます。このモジュールの一般的な用途は、デジタル信号をアナログ出力に変換する必要のあるアプリケーションです。

TI のローサイド スイッチ設計を採用すると、負荷への冗長パスを実現できます。大電流や、最大70Vに達する電圧に対処できるため、障害耐性もあります。

利点:

  • 高信頼性
  • 低消費電力
  • オプションの外部クランプ
  • 簡単な統合

TI のローサイド製品ラインアップの詳細:

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アプリケーション・ノート
Using DRV to Drive Solenoids (Rev. A)
このアプリケーション ノートでは、ソレノイドを駆動する際の主な検討事項について説明します。
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リファレンス デザイン
高速デジタル出力 PLC モジュールのリファレンス デザイン
このリファレンス デザインは、PLC アプリケーションに適した TI のローサイド スイッチに注目します。
アプリケーション・ノート
Understanding Motor Driver Current Ratings (Rev. A)
このアプリケーション ノートでは、モーター ドライバの部品に適用されるさまざまな電流定格について説明します。
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ローサイド デジタル出力 に関する主な製品
DRV8803 アクティブ 60V, 2.3A 4 channel low-side driver with PWM control and overcurrent protection
DRV8804 アクティブ 65V, 2.3A 4 channel low-side driver with integrated SPI and overcurrent protection
DRV120 アクティブ 28V, 0.25A single channel relay low side driver with current regulation

高精度かつ効率的な制御に役立つ、プッシュプル デジタル出力

TI のプッシュプル デジタル出力製品ラインアップは、ハイサイドとローサイドの各切り替え機能を組み合わせた単一構成であり、高精度オートメーション タスクに適した双方向制御機能を実現します。TI の製品ラインアップは電流の効率的なソース (供給) とシンク (吸い込み) を実施するため、モーターやアクチュエータなどの高性能アプリケーションで、高速かつ高精度のモーション制御を実現できます。電力供給の最適化や、産業用プロセスの効率化を目的とした設計を通じて、応答性と信頼性の高い動作を実現できます。

利点:

  • 高い電力効率
  • 双方向制御
  • 信頼性
  • 過電流保護

TI のプッシュプル製品ラインアップの詳細:

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プッシュプル デジタル出力 に関する主な製品
DRV8800 アクティブ 40V、2.8A、ブラシ付き DC モーター ドライバ
DRV8844 アクティブ 60V, 2.5A dual H-bridge motor driver, bipolar (+/-30V) supply and independent 1/2-bridge control
DRV8955 アクティブ 電流センス機能搭載、50V、2.5A、クワッド、ハーフ・ブリッジ・ドライバ

最適なデジタル入出力ソリューションを選択できます

デジタル I/O 向けの主なリファレンス デザイン

リファレンス・デザイン
PLC 向けの 96 チャネル、双方向デジタル入力モジュールのリファレンス・デザイン
このリファレンス・デザインは、絶縁型デジタル入力レシーバである ISO1212 を使用した 96 チャネルの絶縁デジタル入力をコンパクトに実装しています。このデザインはISO1212デバイスの電流制限機能を示すもので、このデバイスは従来のオプトカプラ・ソリューションよりも熱特性が優れています。このデザインを採用すると、より小型で、基板の温度が低く (50℃ 未満)、複数のチャネルを搭載したデジタル入力ボードを製作できます。ISO1212 デバイスに、マルチプレクサとデコーダを組み合わせると、マイコンのピン数を 96 本から 8 本に減らせます。このデザインは、チャネルごとに 100kHz (...)
リファレンス・デザイン
高速デジタル出力 PLC モジュールのリファレンス・デザイン
プログラマブル・ロジック・コントローラ (PLC) 向けのこの高速デジタル出力のリファレンス・デザインは、標準的なローサイド・ドライバと、絶縁型電力段から電力供給を受けるバックプレーンを使用して、低コストでシンプルな高速シングルエンド・デジタル出力モジュールを製作する方法を示します。モーター制御と位置決めの各アプリケーションで、高速デジタル出力モジュールは必須です。
リファレンス・デザイン
8ch パラレル 0.5A ローサイド・デジタル出力モジュール、PLC 用

デジタル出力モジュールは、PLC/PAC や DCS でアクチュエータ、モーター、その他の抵抗性、容量性、または誘導性負荷を制御する標準部品です。マイコン・インターフェイスを Beaglebone Black と一緒に簡単にテストできるようになるため、お客様は、パラレル・インターフェイスを備えたこの統合型の保護付きローサイド・ドライバから利点を得られます。この設計では、温度管理を損なうことなく、小型フォーム・ファクタで 8 チャネルすべてに 0.5A を提供できます。