Zestaw referencyjny układu zasilania miniaturowej kamery przemysłowej

Systemy wizyjne stają się coraz bardziej popularne w automatyzacji fabryk, gdzie kamery mogą nie tylko odczytywać kody, ale również identyfikować obiekty, przeprowadzać testy jakości i sterować procesami. Większość nowoczesnych kamer przemysłowych charakteryzuje się małymi gabarytami. Niektóre z nich są zamykane w obudowach o wymiarach zaledwie 29 x 29 x 29 mm wraz z całą elektroniką i złączami. Ponieważ obraz generowany przez stosowane w nich czujniki CMOS pogarsza się wraz ze wzrostem temperatury, istotne jest stosowanie energooszczędnych podzespołów o małej emisji ciepła, gdyż małe obudowy nie pozostawiają wiele miejsca do montażu radiatorów czy wentylatorów.

Firma Texas Instruments opracowała zestaw referencyjny układu zasilania miniaturowej kamery przemysłowej, oznaczony symbolem TIDA-010083, charakteryzujący się małym poborem mocy i małymi gabarytami. Jest on zasilany w standardzie PoE, co pozwala uprościć okablowanie. Zawiera konwerter o dużej sprawności i mocy wyjściowej 13 W, zasilający obwody wewnętrzne napięciem 5 V. Ponadto, do jego wyposażenia należy transformator ethernetowy, kontroler warstwy fizycznej oraz zestaw cyfrowych linii I/O. Całość zmieszczono na powierzchni płytki drukowanej 27 x 27 mm.

 

Schemat blokowy zestawu TIDA-010083

Projekt obejmuje trzy niezależne sekcje:

• Sekcja zasilania PD, kompatybilna ze standardem IEEE802.3at (Type 1, Class 0) o mocy 13 W i napięciu wyjściowym 5 V stabilizowanym z dokładnością lepszą niż ±2%. Zastosowany tu układ TPS23758 obejmuje kontroler PD i zaporowy konwertera DC-DC ze zintegrowanym tranzystorem przełączającym MOSFET. Konwerter pobiera sygnał sprzężenia zwrotnego z sekcji pierwotnej, eliminując konieczność stosowania sprzęgacza optycznego i rezystora pomiarowego. Zapewnia stabilne napięcie wyjściowe w szerokim zakresie obciążeń i sprawność energetyczną sięgającą 92%.
• Podsystem Ethernet z transformatorem, kontrolerem Ethernet PHY DP83867IR, niezbędnym obwodem zasilania i zegarowym oraz trzema diodami LED do sygnalizacji statusu.
• Dwa izolowane wejścia cyfrowe + jedno izolowane wyjście cyfrowe.