突破工业接口壁垒！ARK（方舟微）DMZ42C10S 让 PLC "万能适配" 成为现实！-Ameya360 electronic components purchasing network

突破工业接口壁垒！ARK（方舟微）DMZ42C10S 让 PLC "万能适配" 成为现实！

Release time：2025-03-24

author：AMEYA360

source：ARK（方舟微）

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　　一、行业背景：工业自动化升级，PLC接口兼容性成关键瓶颈

　　随着工业4.0的推进，PLC(可编程逻辑控制器)作为自动化系统的“大脑”，需连接多种设备(如驱动器、传感器)。然而，不同厂商设备的接口电压标准各异(5V/12V/24V)，导致PLC与驱动器间的信号传输常需外置转接电路或特制电缆，成本高、布线复杂、占用空间大，严重制约系统灵活性与效率。

　　根据数据统计，全球工业自动化设备市场规模已达5200亿美元(MarketsandMarkets 2025)，但PLC与驱动器、传感器间的多电压接口壁垒仍困扰着85%的制造企业。以汽车焊装产线为例，24V伺服系统、12V光电传感器、5V通信模块并存，传统方案需配置3组独立接口模块，导致以下问题：

　　1. 布线复杂度提升40%

　　2. 机柜空间占用增加25%

　　3. 维护成本上升30%(数据来源：ARC咨询集团报告)

　　二、痛点分析：传统方案的三大缺陷

　　1. 多电压适配困难：不同电压级接口需定制连接器，增加库存和管理成本。

　　2. 外置电路复杂：额外添加电阻、PTC限流元件或隔离模块，占用PCB空间。

　　3. 高频信号受限：传统限流方案(如PTC)工作频率低(通常<100kHz)，难以满足高速脉冲信号(如500kHz)需求。

　　三、解决方案：耗尽型MOSFET + 自适应限流电路

　　1. 方案核心：耗尽型MOSFET——DMZ42C10S

　　2. 步进电机驱动控制器接口电路设计适配电路，利用耗尽型MOSFET恒流控制电路基本原理，仅需一颗耗尽型MOSFET(DMZ42C10S)，配合一颗限流电阻，即可实现5V-24V宽电压输入适配，无需外置电路。

突破工业接口壁垒！ARK（方舟微）DMZ42C10S 让 PLC "万能适配" 成为现实！

　　电路工作原理：

　　1. 耗尽型MOSFET和限流元件(通常为电阻)构成限流单元

　　2. 自适应限流：当输入电压升高时，MOSFET栅源电压VGS降低，自动限制电流增长，形成负反馈。

　　3. 公式支撑：限流电阻值 I(MAX)= |VGS(OFF)| / R，精准设定最大电流。

　　性能优势：

　　1. 宽电压兼容：5V-24V输入下，电流波动<±2%。

　　2. 高频支持：工作频率高达500kHz，满足高速脉冲需求。

　　3. 高鲁棒性：DMZ42C10S耐压达100V，抗浪涌能力强。

　　技术优势对比传统方案：

突破工业接口壁垒！ARK（方舟微）DMZ42C10S 让 PLC "万能适配" 成为现实！

　　实测数据：

　　1. 输入24V脉冲信号时，电流稳定在17mA，信号失真率<1%。

　　2. 在-40℃~85℃环境下，接口电路性能无衰减。

　　四、ARK(方舟微)DMZ42C10S关键参数说明

　　1. 耐压值(Vds)：100V，轻松应对工业环境电压波动。

　　2. 导通电流 530mA：从容应对工业标准电流输出要求。

　　3. 导通电阻(RDS(on))：典型值2Ω，功耗低、发热小。

　　4. 工作频率：支持500kHz，满足高速信号传输。

　　5. 封装：SOT-23，体积小，适合高密度PCB布局。

　　以上产品参数源于ARK(方舟微)耗尽型MOSFET产品DMZ42C10S产品手册，对比分析数据源自方舟微电子公司实验室测试结果。

　　额外需要说明的是：DMZ42C10S是ARK(方舟微)研发的一款耐压100V的N沟道耗尽型MOSFET产品，该产品性能优异，可靠性高，且参数定义范围与Infineon的BSS169基本一致。相较于BSS169，DMZ42C10S具有更低的导通电阻，以及更大的电流能力，可以对BSS169实现Pin-to-Pin完美替代。

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行业新闻

ARK（方舟微）：耗尽型MOSFET在稳压及过压保护应用中的优势

　　耗尽型MOSFET的基本特性：　　耗尽型MOSFET，与常见的增强型MOSFET不同，它在栅极电压为零时就已经处于导通状态，即沟道已经存在。耗尽型MOSFET在电路设计中具有独特的优势，包括高输入阻抗、低漏电流、可调性和高速性。其工作原理主要基于电场效应，通过改变栅极电压来控制沟道的导电性，从而实现对电流的精确调控。在稳压及过压保护中主要利用耗尽型MOSFET的亚阈值特性。　　稳压应用中的优势　　简化电路设计　　图一：耗尽型MOSFET在供电电路中的应用　　耗尽型MOSFET在栅极电压为零即导通，这意味着在某些应用中可以省去额外的驱动电路，从而简化电路设计。例如，在实现PWM IC的VCC供电电路中，传统方法使用三极管、功率电阻和齐纳二极管等多颗器件，但这会导致PCB上的热量过高且效率低下。而采用耗尽型MOSFET的方法，可以用一颗器件代替，节省空间，简化电路，减小功耗。　　宽泛的直流工作电压范围　　图二：LDO应用电路　　图三：搭配耗尽型MOSFET应用电路　　耗尽型MOSFET具有宽泛的直流工作电压范围(Vin)，这使其在稳压应用中更加灵活。如图二中在线性电压调节器中，输入电压可能来自母线电压，存在较大的电压变化，包括电压尖峰。如图三所示耗尽型MOSFET(DMZ6012E)可以通过源极跟随器配置连接，减少电压瞬变，直至达到器件额定电压VDS的耐受能力。这种配置不仅保护了电路免受浪涌电压的影响，还通过低静态电流实现了最小功耗。　　过压保护应用中的优势：　　耗尽型MOSFET在过压保护应用中表现出色。如图四所示，在这种电路中，耗尽型MOSFET与电阻和稳压二极管相结合，利用耗尽型MOSFET的亚阈值特性，通过选择合适的稳压二极管，可以设定一个稳定的输出电压值。当输入电压超过该值时，稳压二极管开始工作，将栅极电压钳制在一定水平，从而限制漏极电流，防止过压对后续电路造成损害。这种电路结构简单，成本低廉，适用于需要过压保护的多种场合。　　图四：过压保护电路　　某些耗尽型MOSFET产品具有超高的阈值电压参数，如ARK(方舟微)的UltraVt®系列，这些产品非常适合直接用于各类PWM IC的供电方案中。UltraVt®超高阈值耗尽型MOSFET系列产品的主要参数如下：　　它们既能实现PWM IC在宽电压范围输入下的供电需求，又能有效抑制电路浪涌，为PWM IC提供过压保护。这种高阈值电压特性使得耗尽型MOSFET在高压及宽电压输出条件下具有更高的可靠性和稳定性。典型应用电路 (以 DMZ1015E 为例)如图五：　　图五：耗尽型MOSFET稳压应用典型电路

2024-08-05 11:31 reading：791

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