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HCPL-0720、HCPL-7720、HCPL-0721和HCPL-7721 40N傳輸延遲,CMOS光耦

時間:2020-1-17, 來源:互聯網, 文章類別:元器件知識庫

說明

提供8針浸漬或SO-8封裝類型分別是HCPL-772X或HCPL-072X光耦利用最新的CMOS集成電路技術,以極低的功耗獲得優異的性能。HCPL-772X/072X只需要兩個旁路電容器就可以實現CMOS的完全兼容。HCPL-772X/072X的基本構造塊是CMOSLED驅動芯片、高速LED和CMOS探測器集成電路。一個CMOS邏輯輸入信號控制LED驅動芯片為LED提供電流。探測器集成電路包括集成光電二極管、高速跨導放大器和電壓比較器輸出驅動器。

插腳3是內部LED的陽極,必須保持未連接狀態保證數據表性能。引腳7未連接在內部。必須在引腳1和引腳之間連接一個0.1μF的旁路電容器4,5和8

特征

+5 V CMOS兼容性20納秒最大支柱。延遲偏差

高速:25 MBd

最大40 ns支柱。延遲

10千伏/微秒最小共模抑制

-40至85°C的溫度范圍

安全和監管批準

UL認可

3750 Vrms,根據UL 1577,持續1分鐘

根據UL 1577,5000 Vrms,持續1分鐘(適用于HCPL-772X選項020)

CSA部件驗收通知#5

IEC/EN/DIN標準EN60747-5-5

對于HCPL-772X選項060,VIORM=630 V峰值

對于HCPL-072X選項060,VIORM=567 V峰值

應用

數字現場總線隔離:CC-Link、DeviceNet、Profibus、SDS交流等離子體顯示面板水平移動

多路數據傳輸

計算機外圍接口

微處理器系統接口

回流焊熱曲線

推薦的回流條件符合JEDEC標準J-STD-020(最新版)。應使用非鹵化物焊劑

所有Avago數據表都報告了漏電和間隙光耦組件本身固有的。這些在確定電路絕緣時,尺寸是設備設計師需要的起點要求。然而,一旦安裝在印刷品上電路板、最小爬電和間隙要求必須符合單個設備的規定標準。對于爬電來說焊料之間印刷電路板的表面必須考慮輸入和輸出引線的圓角。有推薦的技術,如凹槽以及可用于印刷電路板的肋骨達到所需的爬電和電氣間隙。蠕變和間隙距離也會根據污染程度和絕緣水平等因素而變化。

參考隔離和控制組件設計人員目錄中的光耦部分,在產品安全規定部分(IEC/關于方法a和方法b局部放電試驗剖面的詳細說明。

注:這些光電耦合器僅適用于安全極限數據范圍內的“安全電氣隔離”。確保安全數據的維護通過保護電路。根據CECC 00802,表面安裝分類為A級。

電氣規范

未指定的測試條件可以是推薦操作范圍內的任何地方。

所有典型規格均為TA=+25°C,VDD1=VDD2=+5 V。

筆記:

1.絕對最大環境操作溫度意味著如果在這些條件下操作,設備不會受到損壞。它沒有保證功能。

2.當VI當VI很高。

3.tPHL傳播延遲是從VI下降沿的50%水平測量的信號至VO信號下降沿的50%水平。tPLH傳播延遲是從VI上升沿的50%水平測量的信號至VO信號上升沿的50%電平。

4.PWD定義為| tPHL-tPLH |。%PWD(脈沖寬度失真百分比)等于PWD除以脈沖寬度。

5.tPSK等于在給定溫度范圍內,機組之間出現的tPHL和/或tPLH最差情況差的大小推薦的操作條件。

6.CMH是在維持VO>0.8 VDD2時可以維持的最大共模電壓轉換率。CML是最大的共同點保持VO<0.8V時可保持的模式電壓轉換率。共模電壓轉換率適用于上升和共模電壓邊緣下降。

7.空載動態功耗計算如下:CPD*VDD2*f+IDD*VDD,其中f為開關頻率,單位為兆赫。

8.被認為是雙端裝置的裝置:引腳1、2、3和4短接在一起,引腳5、6、7和8短接在一起。

9.根據UL1577,每個HCPL-072X通過施加絕緣測試電壓≥4500 VRMS 1秒(泄漏檢測)進行驗證測試電流限制,II-O≤5μA)。每個HCPL-772X通過施加絕緣測試電壓≥4500 Vrms 1秒(泄漏檢測)進行驗證測試電流限制。II-O≤5微安)

10.輸入輸出瞬時耐受電壓是介電電壓額定值,不應解釋為輸入輸出連續額定電壓。有關連續電壓額定值,請參閱設備級安全規范或Avago應用說明1074“光耦輸入輸出持續電壓”

11.競爭情報是在引腳2(VI)處測得的電容)

應用程序信息旁路和PC板布局

HCPL-772X/072X光耦合器非常容易使用。不需要外部接口電路,因為HCPL-772X/072X采用高速CMOS集成電路技術,允許CMOS邏輯直接連接到輸入端以及輸出。如圖10所示,正確操作所需的唯一外部組件是兩個旁路電容器。電容器值應在0.01μF和0.1μF之間。對于每個電容器,兩端之間的總引線長度電容器和電源插腳不應超過20毫米。圖11顯示了推薦的打印HPCL-772X/072X的電路板布局。

傳輸延遲、脈沖寬度失真和傳輸延遲偏差傳播延遲是描述邏輯信號在系統中傳播速度的一個優點。這個從低到高的傳播延遲(tPLH)是輸入信號傳播到輸出,使輸出從低變為高。類似地,從高到低的傳播延遲(tPHL)是輸入信號傳播到輸出所需的時間量,導致輸出從高變為低。見圖12。

脈沖寬度失真(PWD)是TPHL和TPLH,通常決定最大數據傳輸系統的速率能力。PWD可以是用PWD(ns)除以傳輸的最小脈沖寬度(ns)。通常,脈沖寬度為最小脈沖的20-30%寬度是可以接受的。傳播延遲偏差是一個重要的參數考慮在并行數據應用中,并行數據線上的信號同步是一個問題。如果并行數據通過一組光耦合器發送,傳輸延遲的差異將導致在不同時間到達光耦合器輸出的數據。如果傳播延遲的差異很大足夠的,它將決定最大速率并行數據可以通過光耦合器發送。傳播延遲歪斜被定義為最小和最大傳播延遲之間的差異,tPLH或tPHL,用于任何給定的光耦組在相同條件下運行(即相同的驅動電流、電源電壓、輸出負載和工作溫度)。如圖13所示,如果一組光耦的輸入被打開或者同時關閉,tPSK是最短傳播延遲,tPLH或tPHL,以及最長傳播延遲,tPLH或tPHL。正如前面提到的,TPSK可以確定最大值。并行數據傳輸速率。圖14是時間一個典型的并行數據應用程序的圖表通過光耦合器發送的時鐘和數據線。此圖顯示光耦合器的輸入和輸出。在這種情況下假設數據從時鐘。

傳播延遲偏差表示通過光耦發送的邊緣可能在哪里。圖14顯示了不確定性在數據線和時鐘線上。重要的是兩個不確定區域不能重疊,否則時鐘信號可能在所有數據輸出之前到達已解決,或某些數據輸出可能開始更改在時鐘信號到達之前。根據這些考慮,可以發送的絕對最小脈沖寬度通過光耦合器在一個并行應用是兩個tPSK。謹慎的設計應該使用稍長的脈沖寬度,以確保電路的其余部分不會導致故障。HCPL-772X/072X光耦提供了優勢傳播延遲的保證規范,脈沖寬度失真和傳播延遲偏差超過推薦溫度和電源范圍。

數字現場總線通信網絡迄今為止,盡管它有許多缺點,4-20毫安模擬電流環已被最廣泛接受過程控制系統實施標準。在然而,今天的制造環境,自動化系統有望幫助管理流程,不僅僅是監視它。隨著數字現場總線的出現通信網絡,如CC-Link、DeviceNet,PROFIBUS和智能分布式系統(SDS)消失了是信息受限的日子。控制器可以現在,除了診斷信息外,還可以從現場設備(傳感器、執行器等)接收多個讀數。這些數字現場總線的物理模型通信網絡非常相似,如圖15。每個包括一個或多個總線、一個接口單元、光隔離、收發器和傳感和/或驅動裝置。

現場總線網絡的光隔離為了充分認識到這些網絡的好處,Avago建議使用光電耦合器提供電流隔離。因為網絡通信是雙向的(包括接收數據和將數據傳輸到網絡),需要兩個Avago光耦。由提供電流隔離,保持數據完整性通過降低噪聲和消除虛假信號。此外,網絡受到最大保護。來自電力系統故障和接地回路。在一個孤立的節點內,例如設備網節點如圖16所示,節點的一些組件是不是指網絡的V-接地。圖16。典型的設備網節點這些組件可以包括設備等帶串行端口、并行端口、RS-232和RS-485類型港口。如圖16所示,來自網絡的電源是僅用于收發器和光耦合器。連接到以下三種類型之一的節點的隔離數字現場總線網絡最好使用HCPL-772X/072X光耦。對于每個網絡HCPL-772X/072X滿足臨界傳播延遲以及在0°C到+85°C的溫度范圍和4.5V到5.5V的電源電壓范圍內的脈沖寬度失真要求。

用HCPL-772X/072X實現CC-Link開發了CC-Link(控制和通信鏈路)通過PC機將底層網絡(現場網絡)中的控制和信息融合,從而使多供應商環境成為現實。它有數據控制和消息交換功能,以及位控制功能,運行速度高達10 Mbps。圖17。推薦CC鏈路應用電路電源和旁路推薦的CC鏈路電路如圖所示。因為HCPL-772X/072X是完全兼容的使用CMOS邏輯電平信號,光耦直接連接到收發器。兩個旁路電容器(數值在0.01至0.1μF之間)是必需的并應盡可能靠近輸入端以及HCPL-772X/072X的輸出電源引腳。對于每個電容器,兩個電容器之間的總引線長度電容器端部和電源插腳不應超過20毫米。由于光耦內部信號的高速數字特性,需要旁路電容器。

用HCPL-772X/072X實現設備網和SDS傳輸速率高達1 Mbit/s時,兩個設備網SDS基于同樣的廣播導向,通信協議-控制器局域網(可以)。建議使用三種類型的獨立節點用于這些網絡:由網絡(圖18),帶有收發器的獨立節點由網絡供電(圖19),并且是獨立的節點為網絡供電(圖20)。圖18。由網絡供電的獨立節點。網絡供電的帶收發器的獨立節點圖19顯示了由兩個網絡供電的節點還有另一個消息來源。在這種情況下,收發器和兩個光耦合器的隔離(網絡)側由網絡供電。節點的其余部分由在應用時非常有用的交流線路需要大量的能量。這種方法是也可取,因為它不重負荷的網絡。更重要的是,獨特的“雙反轉”設計HCPL-772X/072X確保在節點的交流線路電源丟失或節點關機。具體來說,當輸入功率(VDD1)到HCPL-772X/072X位于傳輸路徑中被消除,一個隱性總線狀態被確保為HCPL-772X/072X輸出電壓(VO)過高。網絡供電的獨立節點這種類型的節點非常靈活,如圖所示。

圖18被認為是“孤立的”,因為部件具有相同的接地參考。然而,所有組件仍然由網絡供電。這個節點包含兩個監管者:一個是獨立的,為控制器、節點特定應用和隔離(節點)兩個光耦的邊,而另一個是非孤立的。非隔離調節器提供收發器和兩個光耦。總線V+感應建議實現圖19所示的總線V+檢測塊。具有未通電的隔離物理層在嘗試傳輸時會累積錯誤并關閉總線。這個總線V+檢測信號將用于將設備網對象的BOI屬性更改為“自動重置”(01)價值。參見第1卷第5.5.3節。這會導致節點持續重置,直到檢測到總線電源。一旦檢測到電源,BOI屬性將返回到“等待總線關閉”(00)值。BOI屬性不應保留在“自動重置”(01)值中因為這會破壞可錯誤限制。任何便宜的低頻光隔離器可以用來實現這一功能。

為網絡供電的獨立節點圖20顯示了向網絡提供電源的節點。交流線路為本地提供5伏電壓的調節器供電。交流線路還為24伏隔離電源供電為網絡供電,另一個5V調節器,在接通收發器電源并隔離(網絡)側兩個光耦中的一個。建議使用這種方法當網絡上的設備數量有限時,這些設備不需要太多電源,因此不需要單獨的電源。圖19。帶有由網絡供電的收發器的獨立節點。更重要的是,獨特的“雙反轉”設計HCPL-772X/072X確保在節點的交流線路電源丟失或節點關機。具體來說,當輸入功率(VDD1)到HCPL-772X/072X位于傳輸路徑中被消除,一個隱性總線狀態被確保為HCPL-772X/072X輸出電壓(VO)過高。

電源和旁路

推薦的設備網應用電路是如圖21所示。因為HCPL-772X/072X完全與CMOS邏輯電平信號兼容,光耦直接連接到CAN收發器。兩個旁路電容器(值在0.01至0.1μF之間)是必需的,且應盡可能靠近圖21。推薦的設備網應用電路用HCPL-772X/072X實現PROFIBUSPROFIBUS是過程現場總線的縮寫,本質上是與RS-485非常相似的雙絞線串行鏈路實現高達12MBd的高速通信。如圖22所示,PROFIBUS控制器(PBC)建立現場自動化單元(控制或中央處理站)或現場設備與傳輸介質。中國人民銀行包括收發器、光隔離、幀字符發送器/接收器(UART)和具有與PROFIBUS用戶的接口。圖22。現場總線控制器(PBC)至HCPL的輸入和輸出電源引腳-772X/072X。對于每個電容器,電容器兩端和電源之間的總引線長度銷不應超過20 mm。旁路電容器是必需的,因為光耦內部的信號。

電源和旁路

推薦的PROFIBUS應用電路是如圖23所示。因為HCPL-772X/072X完全與CMOS邏輯電平信號兼容,光耦直接連接到收發器。雙旁路電容器(值在0.01至0.1μF之間)為要求且應盡可能靠近HCPL的輸入和輸出電源引腳-772X/072X。對于每個電容器,電容器兩端和電源之間的總引線長度銷不應超過20 mm。旁路電容器是必需的,因為光耦內部的信號。與多站RS485系統非常相似HCPL-061N光耦提供傳輸禁用使公共汽車在每個主/從傳輸周期。具體來說HCPL-061N通過將其置于高狀態模式。此外,HCPL-061N將RX/TX驅動IC切換到偵聽模式。HCPL-061N提供HCMO兼容性和高CMR性能(VCM=1000 V時為1千伏/微秒)在工業通信接口中至關重要。


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