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ZHCU410B December 2017 – November 2022

2.4.1 用于 STO 的數(shù)字輸入接收器

ISO1211 可接收 24V 數(shù)字信號，并提供隔離式數(shù)字輸出，無需現(xiàn)場側電源。輸入信號路徑上的外部電阻器（R12 和 R21）可精確設置現(xiàn)場輸入中的電流消耗限值。此電流限值有助于最大限度地降低系統(tǒng)中耗散的功率?？蔀?1 型、2 型或 3 型操作設置此電流限值。電壓轉換閾值符合 1 型、2 型和 3 型要求，并且可使用外部電阻器（R22 和 R15）完成進一步提升。這兩個電阻器都是碳素 MELF（防脈沖）型電阻器，用于提供浪涌保護。詳細測試結果，請參閱如何設計隔離式數(shù)字輸入模塊來提高浪涌抗擾度應用簡報。

圖 2-10 顯示了 ISO1211 接收器的原理圖。

圖 2-10 ISO1211 原理圖

根據(jù)設計規(guī)范，為 24V 輸入電壓定義的電壓限值如下所示：

15V 至 30V 直流：未使用 STO 功能（允許運動）
0V 至 5V 直流：已使用 STO 功能（禁止運動）

這些設計要求符合 1 型特性。

如圖 2-10 所示，1 型操作針對 R12 和 R21 使用 560Ω 的值，電流限制為 2.25 mA（典型值）。R_SENSE 電阻器和典型電流限值 (I_L) 之間的關系由Equation1 給定。

Equation1.

除限制浪涌電流以外，電阻器 R22 和 R15 還設置電壓閾值（V_IH 和 V_IL）。針對 1 型系統(tǒng)的 R22 和 R15 使用 2.5kΩ 電阻器。Equation2 和Equation3 分別用于計算 V_IH 和 V_IL 的典型值。

Equation2.

V_{I H (T Y P I C A L)} = 8.25 V + R 22 \times \frac{2.25 m A \times 562 Ω}{R 21} = 8.25 V + 2.5 k Ω \times \frac{2.25 m A \times 562 Ω}{560 Ω} = 13.875 V

Equation3.

V_{I L (T Y P I C A L)} = 7.1 V + R 22 \times \frac{2.25 m A \times 562 Ω}{R 21} = 7.1 V + 2.5 k Ω \times \frac{2.25 m A \times 562 Ω}{560 Ω} = 12.725 V

請注意，對輸入信號 STO_1 和 STO_2 使用的特定假設是，輸入電壓介于 0V 和 24V 標稱值之間，最差情況下為 3.6V（用作邏輯低電平）和 20.4V（用作邏輯高電平）。邏輯高電平范圍為 24V 直流 ±15%（標稱值）以及 ±60V 直流（絕對最大值）。預計沒有中間電壓。

根據(jù)設計規(guī)范，低于 1 ms 的低電平 STO 脈沖會被抑制?？赏ㄟ^在 ISO1211 器件的輸出信號上放置低通濾波器來解決這一抑制問題。若要滿足設計要求，請放置 R = 1K 和 C = 3.3 μF 的 RC 組合（請參閱Equation4）。

Equation4.

此濾波器的截止頻率是 48 Hz，其中：

V(t) = 3.3
在 t = 1 ms 時
V(t) = 2.8V，這些值均在與門的邏輯閾值高范圍內。

在實現(xiàn)時，將 2 個 499? R17 和 R20 串聯(lián)用于 STO 1 并將 2 個 499? R6 和 R13 串聯(lián)用于 STO 2。這是為了擺脫電阻器的短路或更改值故障模式，而電阻器將會旁路邏輯門輸入端的濾波器。