安全と低コストを約束する新しい絶縁テクノロジ

危険はごく身近な場所にあります。データ集録／制御機器は常に、過渡現象や危険な高電圧、電気的ノイズなどの危険にさらされています。システム機器類だけではなく重要なデータを、このような危険から守らなければなりません。危険な部位からの影響を避けるため、基板上の回路を物理的に分離させるなどの絶縁処理により高い安全性が確保されます。また、絶縁することにより、グランドループを防ぐことができ、コモンモード電圧を除去することができるため、計測確度の向上も期待できます。新しい絶縁テクノロジを使用すれば、多額の資金を費やしたり、パフォーマンスを低下させることなく、このようなニーズを満たすことができます。

データ集録デバイスに高速デジタル絶縁を施すことによって、さらに正確で安全な計測が可能となります。

新しい絶縁テクノロジ
新しい高速デジタル絶縁コンポーネントは、コストを抑えるのと、工業用アナログデータ集録デバイスの性能の向上に役立ちます。従来は、光学式カプラがデジタル絶縁では一般的な方法でしたが、Analog Devices 社の iCoupler などの新しいデジタル絶縁テクノロジでは、チップサイズの変圧器を利用して、小型筐体で複数チャンネルの絶縁が行えます。これらのコンポーネントでは、データレートを上げるために、高速 CMOS テクノロジが採用されています。また、これらはオプトカプラ回路より小さいため、消費電力が大幅に削減されます。

CompactRIO や高性能 USB デバイスで使用されている C シリーズ（9000シリーズ）モジュールや、絶縁タイプのマルチファンクションプラグイン PCI/PXI デバイスなどといった、ナショナルインスツルメンツの新しい工業用データ集録デバイスでは、ここで紹介されているような新しい絶縁コンポーネントを使用して、絶縁状態での高速計測を実現しています。例えば、NI PCI-6230 マルチファンクションデータ集録ボードでは、8つのアナログ入力チャンネルと4つのアナログ出力チャンネルで60 V の連続絶縁と250 KS／秒のサンプリングが可能です。

製品の安全性の確認
メーカの中には、データ集録デバイスの絶縁を個々のコンポーネントの絶縁定格に基づいて仕様を明記している所もあります。しかし、データ集録デバイス全体の絶縁は、コンポーネントの絶縁定格とは異なる場合があるため、このような明記の仕方は誤解を招く恐れがあります。デバイスの絶縁は、PCB トレースの分離、高電圧回路と低電圧回路の間隔、I/O コネクタのピンとグランドへのピン／トレースの距離によって異なります。また、高電圧 PCI ボード用の保護カバーやキー付きコネクタなど、その他の方法でもデータ集録製品の安全を¨ 図ることができます。最も推奨される方法は、UL、CSA、TUV などの独立した第三者機関から安全性に関する認証を受けることです。これらの組織は、信頼ある安全基準に基づいて製品を評価し、製品を使用しても安全であることを保証します。

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