数字阻隔器是否替代光耦?
跟着越来越多的工业和通讯设备智能化,供给了更多的大功率体系控制和反应信息,然后完成更高的功率并使体系本钱削减,当今商场对阻隔器的需求也日积月累。
从全体上来说,虽然商场需求呈现极大添加,数字阻隔器的价格仍然会坚持稳定。虽然在阻隔器零部件方面一向存在着价格压力,但当今的阻隔器解决方案仍在不断添加新的特性,比如低功率形式和安全才能。因而,当今商场上阻隔器解决方案将会持续在提高价值的一起坚持长期的较低价格。
阻隔器从原理上一般分为三类:光电阻隔器,电感式阻隔器和电容阻隔器。习气大将第一类称为光耦,后边两类称为阻隔器。这三类阻隔器运用广泛,各有优缺点,其首要厂商都不断投入新的研发以取得更大商场份额。光耦方面,Avago、Vishay、Toshiba、松下、NEC,以及台湾冠西、佰鸿等都是职业俊彦,尤以Avago占商场优势位置。阻隔器商场则以ADI、NVE、TI、Silicon Labs等厂商占主力。
光耦是70年代发展起来的阻隔器材,它对输入、输出电信号有杰出的阻隔效果,现在已成为品种最多、用处最广的光电器材之一,包含晶体管耦合器、高速集成电路输出耦合器、三端双向可控硅耦合器以及光控继电器等,广泛用于电气绝缘、电平转化、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号阻隔、级间阻隔 、脉冲扩大电路、数字外表、远距离信号传输、脉冲扩大及固态继电器(SSR)、仪器外表、通讯设备及微机接口中。
光耦的首要长处是信号单向传输,输入端与输出端彻底完成了电气阻隔阻隔,输出信号对输入端无影响,抗干扰才能强,无触点,运用寿命长。这种景象下,速度与功耗成为收购重视焦点。不同的运用对光耦的速度要求也有所不同,例如在通讯运用中,DeviceNet规则了相对较低的数据速率,包含125kBd、250kBd和500kBd,传达推迟要求小于40ns;CAN总线规则了125kBd低速和1MBd高速数据速率,但对传达延时没有严厉的要求;Profibus发送数据则要求在12MBd规模内,并规则了阻隔器、收发器和衔接自身的PWD总延时。近日安华高推出了两款车用级高速低功耗数字CMOS光电耦合器产品ACPL-M71T和ACPL-M72T,都运用较低驱动电流和较低功耗的LED技能进行规划,合适高速15MBd和低速数字运用。Vishay近期推出的两款选用规范SOP-5封装的高速模仿光耦VOM452T/453T除了速度到达1MBd外,传达推迟更是减小到了1μs,这一点对需要比规范光电晶体管光耦更快开关速度的运用是非常重要的。
在低功耗方面,以安华高的最新产品超低功耗光电耦合器产品ACPL-M61L/061L/064L/W61L/K64L为例,它们比现在规范光电耦合器省电90%。这些光电耦合器可选用共同的集成电路规划和厚绝缘层资料,在不影响阻隔和绝缘性能的条件下大幅度节约功耗,方针商场包含RS485、CANBus和I2C等通讯接口、微处理器体系接口,以及A/D和D/A等模数转化运用的数字阻隔。这些光电耦合器集成有高功率发光二极管LED和高增益光检测器,带来答应规划工程师直接将光电耦合器输入和微控制器输出衔接的1.6mA低顺向驱动电流,节约了运用缓冲器推进LED的需求。
除了对速度和功耗的要求,光耦产品也正在趋向于低电压特性,由于越来越多的产品逐步转向更低的供电电压,这也要求光耦具有低电压来满意体系的需求。此外,跟着体系集成度不断提高,作业环境日趋严厉,光耦产品的体积、作业温度都受到史无前例的重视。仍以安华高产品为例,ACPL-570xL/573xL/177xL系列密封型光电耦合器,作业温度规模从 -55到+125℃,这些新光电耦合器产品可以在低达3.0V的电源电压作业,不会影响参数的功能体现。
运用数字阻隔器比传统的光耦合器有何优势?
由于光耦合器运用来自LED的光经过阻隔屏障传输数据,因而在数据传输运用中,LED翻开时为逻辑高电平 (Logic HIGH),而封闭时为逻辑低电平(Logic LOW),这意味着在传输的过程中一起会发生功秏。
数字阻隔器有较快速的传输呼应,可以使用编码来表达逻辑高电平和逻辑低电平,以下图为例:
两脉冲表明为信号上升沿(Rising Edge)
一脉冲表明为信号下降沿(Falling Edge)
因而数字阻隔器能在长期的高电平下削减功秏,一起可以处理杂乱的双向接口,如USB和I2C。
别的, 数字阻隔器有较佳“共模瞬态抗扰度 (Common Mode Transient Immunity, CMTI)”。
CMTI非常重要,由于高摆率(高频率)瞬变可能会损坏阻隔栅之间的数据传输。CMTI通常以千微伏每微秒 (kV/us) 为单位进行丈量,指的是阻隔器介于输入和输出之间回绝噪声的才能。高CMTI意味着强壮的阻隔通道。
数字阻隔器 的CMTI可达 200kV/us , 反之光耦合器遍及较低。
近些年来,本乡厂商在光耦商场的力气也开端闪现,如上海半导体器材八厂、上海无线电十七厂等。重庆光电技能研究所为习惯商场需要研发出了一种由高速呼应发光器材和逻辑输出型光接纳扩大器组成的厚膜集成双路高速高增益电耦合器,这种光电耦合器的输入端由两只GaAIAs旁边面发光管组成,其输出端由两只Si-PIN光电探测器以及两个高速高增益线性扩大电路组成。除此之外,重庆光电技能研究所还研发出了高速高压光电耦合器、GG2150I型射频信号光电耦合器、GG2060I型高压脉冲丈量光电耦合器、GH1204U型高压光传输光电耦合器以及GH1201Y型和GOHQ-I型光电耦合器等。