基于Avago的ACSL-7210的雙通道雙向25 MBd高速數(shù)字光耦合器

Avago Technologies推出了用于工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的高速光耦合器。本技術(shù)說(shuō)明討論了Avago的ACSL-7210，這是一種雙通道雙向25 MBd高速數(shù)字光耦合器。該設(shè)備設(shè)計(jì)用于全雙工工業(yè)通信應(yīng)用。本技術(shù)說(shuō)明的目的是比較并確認(rèn)ACSL-7210光耦合器滿足工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)高開(kāi)關(guān)速度和小封裝尺寸的要求。毫無(wú)疑問(wèn)，憑借其專(zhuān)利的封裝和堆疊式LED技術(shù)，雙通道雙向25 MBd，ACSL-7210光耦合器可以滿足這一標(biāo)準(zhǔn)。

介紹

ACSL-7210是一款雙通道雙向25 MBd高速數(shù)字光耦合器，針對(duì)全雙工工業(yè)通信應(yīng)用（例如PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線和串行外圍接口（SPI））進(jìn)行了優(yōu)化。ACSL-7210利用Avago的專(zhuān)有IC和專(zhuān)利的封裝技術(shù)，以薄型SO-8封裝實(shí)現(xiàn)了3,750 VRMS信號(hào)隔離，同時(shí)支持具有最大40 ns傳播延遲的數(shù)據(jù)速率的高速全雙工數(shù)據(jù)通信。

ACSL-7210框圖

專(zhuān)利的封裝和堆疊式LED技術(shù)

Avago獲得專(zhuān)利的將LED裸片直接堆疊在硅IC基板上的封裝工藝可實(shí)現(xiàn)單片IC封裝中的更高集成度和更薄的外形。圖2顯示了ACSL-7210中兩個(gè)通道之一的橫截面圖。輸入邏輯信號(hào)控制CMOS LED驅(qū)動(dòng)器緩沖IC，該IC向LED提供電流。光電探測(cè)器IC帶有兩個(gè)透明層：SiO2鈍化層或絕緣層，以及頂部的透光聚酰亞胺。LED通過(guò)透明連接層附接到光電檢測(cè)器IC。使用標(biāo)準(zhǔn)管芯附著工藝進(jìn)行所有放置。

ACSL-7210中一個(gè)通道的剖視圖

與傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)LED在金屬觸點(diǎn)的同一側(cè)發(fā)光的情況不同，Avago開(kāi)發(fā)了向后發(fā)光LED，其從LED的反面發(fā)光。這允許LED堆疊在檢測(cè)器IC的頂部。

標(biāo)準(zhǔn)LED與反向發(fā)射LED

這項(xiàng)獲得專(zhuān)利的封裝技術(shù)提供了高度集成的優(yōu)勢(shì)，ACSL-7210是用于PROFIBUS隔離數(shù)據(jù)通信應(yīng)用的雙通道雙向光耦合器。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是薄型封裝（請(qǐng)參見(jiàn)圖4）。ACSL-7210可以安裝在PCB板的背面，以最大程度地利用板空間。

配置文件包比較

工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)

現(xiàn)場(chǎng)總線（或現(xiàn)場(chǎng)總線）是指用于儀器的實(shí)時(shí)分布式控制的一系列工業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。如圖5所示，自動(dòng)化的工業(yè)系統(tǒng)（例如制造裝配線）通常需要控制器系統(tǒng)的組織層次結(jié)構(gòu)才能起作用。從最高層次開(kāi)始是人機(jī)界面（HMI），操作員可以在其中操作工業(yè)系統(tǒng)。這通常通過(guò)非時(shí)間關(guān)鍵型通信系統(tǒng)（例如以太網(wǎng)）鏈接到可編程邏輯控制器（PLC）的中間層。控制層次結(jié)構(gòu)的底部是將PLC連接到“裝配線”組件（例如傳感器，執(zhí)行器，電動(dòng)機(jī)，開(kāi)關(guān)和閥門(mén)）的現(xiàn)場(chǎng)總線。在這樣的工業(yè)環(huán)境中，通常存在高壓，磁場(chǎng)和噪聲。高可靠性對(duì)于避免生產(chǎn)停工并確保數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確性也至關(guān)重要。使用諸如ACSL-7210之類(lèi)的光耦合器可滿足這些隔離需求。

控制器和儀器的層次結(jié)構(gòu)

圖6顯示了在PROFIBUS（RS485）通信中提供隔離的25 MBd雙向ACSL-7210和10 MBd超低功耗ACPL-M61L的典型應(yīng)用圖。ACSL- 7210隔離發(fā)送和接收數(shù)據(jù)通道，而ACPL-M61L隔離發(fā)送使能信號(hào)。

使用ACSL-7210和ACPL-M61L的隔離PROFIBUS（RS485）通信

憑借其獲得專(zhuān)利的封裝和堆疊式LED技術(shù)，雙通道雙向25 MBd ACSL-7210光電耦合器可滿足工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)（例如嘈雜的工業(yè)環(huán)境中的PROFIBUS應(yīng)用）對(duì)高開(kāi)關(guān)速度和小封裝尺寸的要求。

編輯：hfy