淺談CMOS輸出的Avago ACPL-x2xL數(shù)字光耦合器

本白皮書討論了用于低功耗，低電源電壓應(yīng)用的數(shù)字光耦合器。本文還介紹了具有CMOS輸出的Avago ACPL-x2xL數(shù)字光耦合器。電氣系統(tǒng)中的數(shù)字光耦合器可
為數(shù)據(jù)傳輸提供高壓絕緣和噪聲抑制功能。

電氣系統(tǒng)中的數(shù)字光耦合器可為數(shù)據(jù)傳輸提供高壓絕緣和噪聲抑制功能。光耦合器中需要高質(zhì)量的絕緣屏障，以提供出色的可靠性和耐用性，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)隔離。

除了絕緣和噪聲抑制功能之外，Avago的新型5 MBd數(shù)字光耦合器ACPLM21L / 021L / 024L / W21L / K24L，ACPL-x2xL系列還為節(jié)電型應(yīng)用提供了顯著的省電和效率改善?，F(xiàn)在，對(duì)于工業(yè)，醫(yī)療，電源控制系統(tǒng)，通信等許多電子應(yīng)用，都要求降低系統(tǒng)功耗。與市場(chǎng)上傳統(tǒng)的5 MBd數(shù)字光耦合器相比，這些新型數(shù)字光耦合器的功耗降低了80％。

主要功能和規(guī)格

ACPL-x2xL數(shù)字光耦合器是新設(shè)計(jì)的具有CMOS輸出的光耦合器，可降低功耗。它們專為各種應(yīng)用而設(shè)計(jì)，例如計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備接口，微處理器系統(tǒng)接口，高速線路接收器，電源控制系統(tǒng)等。在–40至105°C的寬溫度范圍內(nèi)保證了設(shè)備性能，使其非常適合工業(yè)應(yīng)用。

ACPL-x2xL數(shù)字光耦合器系列的主要功能如下：

低LED輸入電流允許直接從CMOS輸出驅(qū)動(dòng)，而無需外部緩沖器（請(qǐng)參見圖1）

低電源電流和電源電壓，低功耗

25 kV / μs靜態(tài)共模抑制–不降低抗擾度

施密特觸發(fā)器輸入，具有更好的抗噪能力

IEC60747-5-5增強(qiáng)絕緣認(rèn)證，ACPL-M21L / 021L / 024L的連續(xù)工作電壓為567 Vpeak，瞬態(tài)電壓為6 kVpeak，ACPL-W21L / K24L的連續(xù)工作電壓為1140 Vpeak，瞬態(tài)電壓為8 kVpeak

ACPL-M21L直接由MCU / FPGA / DSP驅(qū)動(dòng)，無需外部緩沖器

低功耗

新型5 MBd數(shù)字光耦合器系列的優(yōu)點(diǎn)是功耗低。新的ACPL-x2xL系列光耦合器在不影響信號(hào)隔離能力的情況下，功耗不到10mW。與傳統(tǒng)的5 MBd數(shù)字光電耦合器和其他產(chǎn)品相比，新型5 MBd數(shù)字光電耦合器具有1.6 mA的最小輸入驅(qū)動(dòng)電流，1.1 mA的最大電源電流和3.3 V的低電源電壓，可將功耗降低多達(dá)80％。市場(chǎng)上的隔離器。

圖2顯示了市場(chǎng)上其他5MBd數(shù)字光耦合器中功耗最低的新型5MBd數(shù)字光耦合器。

功耗比較：ACPL-x2xL與市場(chǎng)上常規(guī)的5MBd光耦合器

更好的性能和改進(jìn)的功能

與低壓邏輯應(yīng)用中的HCPL-x2xx傳統(tǒng)光耦合器相比，新型ACPL-x2xL光耦合器系列提供了更高的性能和改進(jìn)的功能（請(qǐng)參見表1）。升級(jí)后的ACPLx2xL系列光耦合器具有諸如低電源電流，低LED輸入電流，低電源電壓，較高的CMR和較寬的溫度范圍之類的性能。新型5 MBd數(shù)字光耦合器可用于低壓邏輯應(yīng)用（2.5 V / 3.3 V / 5 V電源電壓）。

表1. ACPL-x2xL與HCPL-x2xx的比較

光耦合器CMR性能

共模噪聲在數(shù)據(jù)通信應(yīng)用中可能是一個(gè)重要問題，尤其是在電動(dòng)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。

內(nèi)部專有的法拉第屏蔽層是圍繞輸出接收器的有效平面金屬走線，可提供ESD保護(hù)，并使光耦合器的輸入側(cè)和輸出側(cè)解耦。這種獨(dú)特的封裝設(shè)計(jì)還最大程度地減少了輸入至輸出電容。這兩個(gè)因素使共模噪聲的影響最小化，從而實(shí)現(xiàn)了> 25 kV / us @Vcm = 1000 V的高共模瞬變抗擾度。

“分流電阻器”輸入LED驅(qū)動(dòng)器配置平衡了LED陽極和陰極之間的阻抗，從而進(jìn)一步改善了CMR性能。LED上的共模噪聲電壓上升是對(duì)稱的，因此無法打開LED。串聯(lián)的LED和限流電阻器組成一個(gè)低通濾波器，可幫助濾除噪聲瞬變。

編輯：hfy