HCPL-0720、HCPL-7720、HCPL-0721和HCPL-7721 40N传输延迟，CMOS光耦

说明

提供8针浸渍或SO-8封装类型分别是HCPL-772X或HCPL-072X光耦利用最新的CMOS集成电路技术，以极低的功耗获得优异的性能。HCPL-772X/072X只需要两个旁路电容器就可以实现CMOS的完全兼容。HCPL-772X/072X的基本构造块是CMOSLED驱动芯片、高速LED和CMOS探测器集成电路。一个CMOS逻辑输入信号控制LED驱动芯片为LED提供电流。探测器集成电路包括集成光电二极管、高速跨导放大器和电压比较器输出驱动器。

插脚3是内部LED的阳极，必须保持未连接状态保证数据表性能。引脚7未连接在内部。必须在引脚1和引脚之间连接一个0.1μF的旁路电容器4，5和8

特征

+5 V CMOS兼容性20纳秒最大支柱。延迟偏差

高速：25 MBd

最大40 ns支柱。延迟

10千伏/微秒最小共模抑制

-40至85°C的温度范围

安全和监管批准

UL认可

3750 Vrms，根据UL 1577，持续1分钟

根据UL 1577，5000 Vrms，持续1分钟（适用于HCPL-772X选项020）

CSA部件验收通知#5

IEC/EN/DIN标准EN60747-5-5

对于HCPL-772X选项060，VIORM=630 V峰值

对于HCPL-072X选项060，VIORM=567 V峰值

应用

数字现场总线隔离：CC-Link、DeviceNet、Profibus、SDS交流等离子体显示面板水平移动

多路数据传输

计算机外围接口

微处理器系统接口

回流焊热曲线

推荐的回流条件符合JEDEC标准J-STD-020（最新版）。应使用非卤化物焊剂

所有Avago数据表都报告了漏电和间隙光耦组件本身固有的。这些在确定电路绝缘时，尺寸是设备设计师需要的起点要求。然而，一旦安装在印刷品上电路板、最小爬电和间隙要求必须符合单个设备的规定标准。对于爬电来说焊料之间印刷电路板的表面必须考虑输入和输出引线的圆角。有推荐的技术，如凹槽以及可用于印刷电路板的肋骨达到所需的爬电和电气间隙。蠕变和间隙距离也会根据污染程度和绝缘水平等因素而变化。

参考隔离和控制组件设计人员目录中的光耦部分，在产品安全规定部分（IEC/关于方法a和方法b局部放电试验剖面的详细说明。

注：这些光电耦合器仅适用于安全极限数据范围内的“安全电气隔离”。确保安全数据的维护通过保护电路。根据CECC 00802，表面安装分类为A级。

电气规范

未指定的测试条件可以是推荐操作范围内的任何地方。

所有典型规格均为TA=+25°C，VDD1=VDD2=+5 V。

笔记：

1.绝对最大环境操作温度意味着如果在这些条件下操作，设备不会受到损坏。它没有保证功能。

2.当VI当VI很高。

3.tPHL传播延迟是从VI下降沿的50%水平测量的信号至VO信号下降沿的50%水平。tPLH传播延迟是从VI上升沿的50%水平测量的信号至VO信号上升沿的50%电平。

4.PWD定义为| tPHL-tPLH |。%PWD（脉冲宽度失真百分比）等于PWD除以脉冲宽度。

5.tPSK等于在给定温度范围内，机组之间出现的tPHL和/或tPLH最差情况差的大小推荐的操作条件。

6.CMH是在维持VO＞0.8 VDD2时可以维持的最大共模电压转换率。CML是最大的共同点保持VO<0.8V时可保持的模式电压转换率。共模电压转换率适用于上升和共模电压边缘下降。

7.空载动态功耗计算如下：CPD*VDD2*f+IDD*VDD，其中f为开关频率，单位为兆赫。

8.被认为是双端装置的装置：引脚1、2、3和4短接在一起，引脚5、6、7和8短接在一起。

9.根据UL1577，每个HCPL-072X通过施加绝缘测试电压≥4500 VRMS 1秒（泄漏检测）进行验证测试电流限制，II-O≤5μA）。每个HCPL-772X通过施加绝缘测试电压≥4500 Vrms 1秒（泄漏检测）进行验证测试电流限制。II-O≤5微安）

10.输入输出瞬时耐受电压是介电电压额定值，不应解释为输入输出连续额定电压。有关连续电压额定值，请参阅设备级安全规范或Avago应用说明1074“光耦输入输出持续电压”

11.竞争情报是在引脚2（VI）处测得的电容)

应用程序信息旁路和PC板布局

HCPL-772X/072X光耦合器非常容易使用。不需要外部接口电路，因为HCPL-772X/072X采用高速CMOS集成电路技术，允许CMOS逻辑直接连接到输入端以及输出。如图10所示，正确操作所需的唯一外部组件是两个旁路电容器。电容器值应在0.01μF和0.1μF之间。对于每个电容器，两端之间的总引线长度电容器和电源插脚不应超过20毫米。图11显示了推荐的打印HPCL-772X/072X的电路板布局。

传输延迟、脉冲宽度失真和传输延迟偏差传播延迟是描述逻辑信号在系统中传播速度的一个优点。这个从低到高的传播延迟（tPLH）是输入信号传播到输出，使输出从低变为高。类似地，从高到低的传播延迟（tPHL）是输入信号传播到输出所需的时间量，导致输出从高变为低。见图12。

脉冲宽度失真（PWD）是TPHL和TPLH，通常决定最大数据传输系统的速率能力。PWD可以是用PWD（ns）除以传输的最小脉冲宽度（ns）。通常，脉冲宽度为最小脉冲的20-30%宽度是可以接受的。传播延迟偏差是一个重要的参数考虑在并行数据应用中，并行数据线上的信号同步是一个问题。如果并行数据通过一组光耦合器发送，传输延迟的差异将导致在不同时间到达光耦合器输出的数据。如果传播延迟的差异很大足够的，它将决定最大速率并行数据可以通过光耦合器发送。传播延迟歪斜被定义为最小和最大传播延迟之间的差异，tPLH或tPHL，用于任何给定的光耦组在相同条件下运行（即相同的驱动电流、电源电压、输出负载和工作温度）。如图13所示，如果一组光耦的输入被打开或者同时关闭，tPSK是最短传播延迟，tPLH或tPHL，以及最长传播延迟，tPLH或tPHL。正如前面提到的，TPSK可以确定最大值。并行数据传输速率。图14是时间一个典型的并行数据应用程序的图表通过光耦合器发送的时钟和数据线。此图显示光耦合器的输入和输出。在这种情况下假设数据从时钟。

传播延迟偏差表示通过光耦发送的边缘可能在哪里。图14显示了不确定性在数据线和时钟线上。重要的是两个不确定区域不能重叠，否则时钟信号可能在所有数据输出之前到达已解决，或某些数据输出可能开始更改在时钟信号到达之前。根据这些考虑，可以发送的绝对最小脉冲宽度通过光耦合器在一个并行应用是两个tPSK。谨慎的设计应该使用稍长的脉冲宽度，以确保电路的其余部分不会导致故障。HCPL-772X/072X光耦提供了优势传播延迟的保证规范，脉冲宽度失真和传播延迟偏差超过推荐温度和电源范围。

数字现场总线通信网络迄今为止，尽管它有许多缺点，4-20毫安模拟电流环已被最广泛接受过程控制系统实施标准。在然而，今天的制造环境，自动化系统有望帮助管理流程，不仅仅是监视它。随着数字现场总线的出现通信网络，如CC-Link、DeviceNet，PROFIBUS和智能分布式系统（SDS）消失了是信息受限的日子。控制器可以现在，除了诊断信息外，还可以从现场设备（传感器、执行器等）接收多个读数。这些数字现场总线的物理模型通信网络非常相似，如图15。每个包括一个或多个总线、一个接口单元、光隔离、收发器和传感和/或驱动装置。

现场总线网络的光隔离为了充分认识到这些网络的好处，Avago建议使用光电耦合器提供电流隔离。因为网络通信是双向的（包括接收数据和将数据传输到网络），需要两个Avago光耦。由提供电流隔离，保持数据完整性通过降低噪声和消除虚假信号。此外，网络受到最大保护。来自电力系统故障和接地回路。在一个孤立的节点内，例如设备网节点如图16所示，节点的一些组件是不是指网络的V-接地。图16。典型的设备网节点这些组件可以包括设备等带串行端口、并行端口、RS-232和RS-485类型港口。如图16所示，来自网络的电源是仅用于收发器和光耦合器。连接到以下三种类型之一的节点的隔离数字现场总线网络最好使用HCPL-772X/072X光耦。对于每个网络HCPL-772X/072X满足临界传播延迟以及在0°C到+85°C的温度范围和4.5V到5.5V的电源电压范围内的脉冲宽度失真要求。

用HCPL-772X/072X实现CC-Link开发了CC-Link（控制和通信链路）通过PC机将底层网络（现场网络）中的控制和信息融合，从而使多供应商环境成为现实。它有数据控制和消息交换功能，以及位控制功能，运行速度高达10 Mbps。图17。推荐CC链路应用电路电源和旁路推荐的CC链路电路如图所示。因为HCPL-772X/072X是完全兼容的使用CMOS逻辑电平信号，光耦直接连接到收发器。两个旁路电容器（数值在0.01至0.1μF之间）是必需的并应尽可能靠近输入端以及HCPL-772X/072X的输出电源引脚。对于每个电容器，两个电容器之间的总引线长度电容器端部和电源插脚不应超过20毫米。由于光耦内部信号的高速数字特性，需要旁路电容器。

用HCPL-772X/072X实现设备网和SDS传输速率高达1 Mbit/s时，两个设备网SDS基于同样的广播导向，通信协议-控制器局域网（可以）。建议使用三种类型的独立节点用于这些网络：由网络（图18），带有收发器的独立节点由网络供电（图19），并且是独立的节点为网络供电（图20）。图18。由网络供电的独立节点。网络供电的带收发器的独立节点图19显示了由两个网络供电的节点还有另一个消息来源。在这种情况下，收发器和两个光耦合器的隔离（网络）侧由网络供电。节点的其余部分由在应用时非常有用的交流线路需要大量的能量。这种方法是也可取，因为它不重负荷的网络。更重要的是，独特的“双反转”设计HCPL-772X/072X确保在节点的交流线路电源丢失或节点关机。具体来说，当输入功率（VDD1）到HCPL-772X/072X位于传输路径中被消除，一个隐性总线状态被确保为HCPL-772X/072X输出电压（VO）过高。网络供电的独立节点这种类型的节点非常灵活，如图所示。

图18被认为是“孤立的”，因为部件具有相同的接地参考。然而，所有组件仍然由网络供电。这个节点包含两个监管者：一个是独立的，为控制器、节点特定应用和隔离（节点）两个光耦的边，而另一个是非孤立的。非隔离调节器提供收发器和两个光耦。总线V+感应建议实现图19所示的总线V+检测块。具有未通电的隔离物理层在尝试传输时会累积错误并关闭总线。这个总线V+检测信号将用于将设备网对象的BOI属性更改为“自动重置”（01）价值。参见第1卷第5.5.3节。这会导致节点持续重置，直到检测到总线电源。一旦检测到电源，BOI属性将返回到“等待总线关闭”（00）值。BOI属性不应保留在“自动重置”（01）值中因为这会破坏可错误限制。任何便宜的低频光隔离器可以用来实现这一功能。

为网络供电的独立节点图20显示了向网络提供电源的节点。交流线路为本地提供5伏电压的调节器供电。交流线路还为24伏隔离电源供电为网络供电，另一个5V调节器，在接通收发器电源并隔离（网络）侧两个光耦中的一个。建议使用这种方法当网络上的设备数量有限时，这些设备不需要太多电源，因此不需要单独的电源。图19。带有由网络供电的收发器的独立节点。更重要的是，独特的“双反转”设计HCPL-772X/072X确保在节点的交流线路电源丢失或节点关机。具体来说，当输入功率（VDD1）到HCPL-772X/072X位于传输路径中被消除，一个隐性总线状态被确保为HCPL-772X/072X输出电压（VO）过高。

电源和旁路

推荐的设备网应用电路是如图21所示。因为HCPL-772X/072X完全与CMOS逻辑电平信号兼容，光耦直接连接到CAN收发器。两个旁路电容器（值在0.01至0.1μF之间）是必需的，且应尽可能靠近图21。推荐的设备网应用电路用HCPL-772X/072X实现PROFIBUSPROFIBUS是过程现场总线的缩写，本质上是与RS-485非常相似的双绞线串行链路实现高达12MBd的高速通信。如图22所示，PROFIBUS控制器（PBC）建立现场自动化单元（控制或中央处理站）或现场设备与传输介质。中国人民银行包括收发器、光隔离、帧字符发送器/接收器（UART）和具有与PROFIBUS用户的接口。图22。现场总线控制器（PBC）至HCPL的输入和输出电源引脚-772X/072X。对于每个电容器，电容器两端和电源之间的总引线长度销不应超过20 mm。旁路电容器是必需的，因为光耦内部的信号。

电源和旁路

推荐的PROFIBUS应用电路是如图23所示。因为HCPL-772X/072X完全与CMOS逻辑电平信号兼容，光耦直接连接到收发器。双旁路电容器（值在0.01至0.1μF之间）为要求且应尽可能靠近HCPL的输入和输出电源引脚-772X/072X。对于每个电容器，电容器两端和电源之间的总引线长度销不应超过20 mm。旁路电容器是必需的，因为光耦内部的信号。与多站RS485系统非常相似HCPL-061N光耦提供传输禁用使公共汽车在每个主/从传输周期。具体来说HCPL-061N通过将其置于高状态模式。此外，HCPL-061N将RX/TX驱动IC切换到侦听模式。HCPL-061N提供HCMO兼容性和高CMR性能（VCM=1000 V时为1千伏/微秒）在工业通信接口中至关重要。