簡(jiǎn)介
ACPL-x6x和ACNW261L提供了顯著的功率效率改進(jìn)——電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)。這些新的光耦合器比目前的標(biāo)準(zhǔn)光耦合器低90%，比其他光隔離器低40%光耦合器提供高壓絕緣和噪聲抑制——在電氣系統(tǒng)中信息從一個(gè)電壓電位傳輸?shù)搅硪粋€(gè)的兩個(gè)基本要求。電氣設(shè)備，特別是在工業(yè)應(yīng)用中使用的設(shè)備，必須可靠地運(yùn)行多年。因此，光耦合器必須提供一個(gè)高質(zhì)量的絕緣屏障，以確保可靠性和耐久性。此外，光耦合器拒絕可能導(dǎo)致異常電壓轉(zhuǎn)換或輸出信號(hào)上的過(guò)度噪聲的共模瞬態(tài)噪聲。

圖1。ACPL-x6x直接從ASIC驅(qū)動(dòng)，沒(méi)有外部緩沖器。

目標(biāo)應(yīng)用程序和關(guān)鍵功能

ACPL-x6xL和ACNW261L被設(shè)計(jì)用于通信接口（RS485、CANBus和I2C）、微處理器系統(tǒng)接口，并為A/D和/或D/A轉(zhuǎn)換應(yīng)用程序提供數(shù)字隔離。設(shè)備的性能是保證在一個(gè)較寬的溫度范圍內(nèi)，從-40°C到105°C，使其成為理想的工業(yè)應(yīng)用。

ACPL-x6xL和ACNW261L的主要功能包括：

一個(gè)低電流的LED輸入，允許從CMOS輸出直接驅(qū)動(dòng)（參見(jiàn)圖1o35kV/μs動(dòng)態(tài)和靜態(tài)共模抑制-不會(huì)消除噪音！在各種負(fù)載條件下控制輸出旋轉(zhuǎn)速率,易于配置的反轉(zhuǎn)和非反轉(zhuǎn)操作,在連續(xù)工作電壓從560到1414，瞬態(tài)電壓為6k/8kVpeak

表1給出了這些光耦合器的基本技術(shù)規(guī)范。

表1。ACPL-x6xL和ACNW261L。

易用性和設(shè)計(jì)的靈活性

如前所述，切換新的光耦合器系列所需的低LED電流使得直接從CMOS輸出驅(qū)動(dòng)輸入的LED成為可能。為了簡(jiǎn)化這些情況下的電路設(shè)計(jì)，指定了新的固定輸入電阻器的3.3V和5V信號(hào)電平（跨溫度范圍）。此外，推拉CMOS輸出消除了對(duì)外部上拉電阻的需要。輸出階段是反相的，但設(shè)計(jì)者可以輕松地配置光耦合器的反相或非反相操作。在下面的圖2中，要獲得非反轉(zhuǎn)配置，設(shè)計(jì)者只需將Vin更改為Vcc，GND1則更改為Vin。

圖2。典型的高CMR驅(qū)動(dòng)電路。

圖3。LED燈輸出功率，LOP，隨時(shí)間變化的穩(wěn)定性。

光耦合器CMR性能

共模噪聲可能在數(shù)據(jù)通信應(yīng)用中造成一個(gè)重大問(wèn)題，特別是在電機(jī)、傳感器和可編程邏輯控制器連接在一起的工業(yè)環(huán)境中。在這種的系統(tǒng)中，隔離器降低噪聲水平并提高信號(hào)性能。所有的隔離器，無(wú)論技術(shù)如何，在組件的兩個(gè)隔離側(cè)之間都有一個(gè)寄生電容耦合。發(fā)生在輸出側(cè)的噪聲瞬態(tài)可能導(dǎo)致輸入側(cè)不必要的電壓上升。這可能導(dǎo)致輸入的錯(cuò)誤觸發(fā)，甚至是高阻抗邏輯輸入的鎖定。帶有LED輸入的光隔離器在高共模噪聲環(huán)境中是理想的。

這些光耦器中的光信號(hào)通過(guò)內(nèi)部光透明絕緣材料的衰減較低，因此通過(guò)隔離器的距離可以保持較高，有效地降低了寄生電容。換句話說(shuō)，在這些光耦合器中提供足夠的絕緣厚度，可以最大限度地減少兩側(cè)之間不需要的電容耦合。

圖2中所示的“分裂電阻”輸入LED驅(qū)動(dòng)方法平衡了整個(gè)LED輸入的阻抗。因此，LED上的共模噪聲電壓上升是對(duì)稱(chēng)的，因此不能打開(kāi)LED。此外，LED輸入具有相對(duì)較高的輸入電容70pF。串聯(lián)連接的LED和限流電阻形成一個(gè)低通濾波器，有助于濾波噪聲瞬變。內(nèi)部法拉第屏蔽也減少了共模噪聲的影響。

高可靠性

在光耦合器中使用的LED的質(zhì)量突出了產(chǎn)品的耐用性。其制造工廠生產(chǎn)自己的針對(duì)光耦合器的高可靠性led。在ACPL-x6xL和ACNW261L中使用的紅外線、砷化鋁鎵LED在溫度和時(shí)間上都具有良好的穩(wěn)定性。如圖3所示，在運(yùn)行100,000小時(shí)后，光輸出功率（LOP）基本保持不變。在產(chǎn)品數(shù)據(jù)表中提供了顯示超溫性能的圖表。

速度增強(qiáng)

放置在輸入電流極限電阻器上的峰值電容器（圖4）提高了速度性能。峰值電容器的值取決于輸入信號(hào)和供電電壓的升降時(shí)間和LED輸入驅(qū)動(dòng)電流（IF）。圖5顯示了通過(guò)添加一個(gè)驅(qū)動(dòng)電流為2mA和3.3V/5V電源的峰值電容器，傳播延遲和脈沖寬度畸變（PWD）的顯著改善。

圖4。將輸入限制電阻（Cpeak）并聯(lián)連接峰值電容器（R1），以提高速度性能

圖5。改進(jìn)tp和PWD與增加一個(gè)47pF峰值電容器。

圖6 （A）輸出的升降時(shí)間隨負(fù)載電容的變化而變化。

圖6（B）輸出的升降時(shí)間隨負(fù)載電容的變化而變化。

電源電壓范圍和無(wú)故障輸出

ACPL-x6xL和ACPL6W261L還能在整個(gè)電源電壓范圍（2.7V-5.5V）內(nèi)提供穩(wěn)定的開(kāi)關(guān)性能，并在組件斷電時(shí)提供無(wú)故障輸出。

應(yīng)用程序示例：SPI接口

在許多應(yīng)用程序中，如SPI和I2C串行接口，穩(wěn)定的切換參數(shù)隨時(shí)間和溫度的變化要比實(shí)際的設(shè)備切換速度要重要得多。在許多微控制器中發(fā)現(xiàn)的SPI串行接口是一個(gè)很好的回顧例子。基于雙通道ACPL-064L和單通道ACPL-M61L的隔離SPI接口如圖7所示。

圖7。隔離SPI接口。


審核編輯 黃昊宇