国产光藕_高速光耦在工业通信网络里的设计应用

国产光藕_高速光耦在工业通信网络里的设计应用
工业通信网络带来了独特的应用挑战，需要优化解决方案以实现高效运行。在今天的工厂中，许多不同的可编程设备必须得到精确控制，才能协调运行，工业设备、控制器、传感器、执行器和其他部件之间的通信通道必须立即运行。同时，它们必须能够抵抗电气噪声的干扰，并提供安全的电气隔离。此外，随着工业控制系统的日益复杂，工业通信网络必须提供更高的输出速率或生产率。
现场总线（Fieldbus或Fieldbus）代表了一系列工业计算机网络通信协议，用于仪器和设备之间的实时分布式控制。 对于自动化的工业系统，如生产线、装配线等经常使用分层结构的控制器系统进行操作的，最上层是人机界面，操作者可以在此输入指令并对工业系统进行编程和控制。 HMI）通常不需要时序严格的通讯系统连接到由可编程逻辑控制器（PLC）或输入/输出控制箱组成的中间层。 例如，以太网以分组形式运行，可以承受一些分组数据的丢失。
控制层次结构的底层是现场总线，它将 PLC 连接到生产线组件，例如传感器、执行器、电机、开关和阀门。 这些通信连接必须快速，以最大限度地减少传感器和执行器之间的延迟，从而实现快速的整体系统响应时间。 同时，它们必须是无干扰的实时连接。
在典型的工业环境中，电机、电源开关和其他来源产生的高压、电磁场和噪声非常普遍，这对提供高速运行和承受大量电噪声构成了挑战。 因此，必须保留PLC系统的即时特性，整体可靠性和保护措施对于避免生产线停机非常重要。
随着越来越多的电子设备被使用和连接，工业控制系统变得越来越复杂。 因此，有必要了解如何更有效地利用工厂空间来容纳这些电子设备。 对于功能复杂的PLC和I/O控制盒，采用薄型设计模块将使印刷电路板（PCB）的底面能够用于组装半导体元件，具有很大的优势。 它不仅节省了电路板上的空间，而且简化了同一印刷电路板上多个元件的焊接。
采用高速光耦，如Avago的acsl-7210，可以满足当今工业系统的高规格隔离和保护要求。 与竞争方案相比，该方案的数据传输率提高了67%，隔离能力提高了50%，封装厚度极薄。
图2显示了25mbd双通道双向高速的使用光耦 和10mbd超低功耗单通道光耦 实现PROFIBUS（RS-485）现场总线通信隔离的典型应用电路图。前者主要用于隔离发送和接收数据信道，后者用于隔离发送使能信号。
高速光耦 合路器满足工业通信的要求！
图3中的高速光耦 它是一个双通道双向25mbd高速数字通信系统光耦， 优化全双工工业通信应用，如PROFIBUS、现场总线和串行外围接口（SPI）。采用专利芯片和封装技术，在低厚度SO-8小尺寸封装上实现3750vrms信号隔离能力，支持高速全双工数据通信。传输延迟高达42纳秒（NS），数据传输速率为25mbd。
直接堆叠在硅衬底上的发光二极管（LED）芯片封装技术可以实现更高的集成度和最薄的单芯片封装。图4显示了两个高速光耦 其中一条封闭通道的横截面。输入逻辑信号控制互补金属氧化物半导体（CMOS）led驱动缓冲芯片以提供led电流。光电探测器芯片由两层透明层组成，分别是二氧化硅（SiO2）钝化层或绝缘层和透明多晶硅？聚酰亚胺（PI）层和LED通过透明连接层粘附到光电探测器芯片。所有步骤均使用标准切屑粘附程序完成。
这种专利包装技术带来了高度集成的优势。它非常适合PROFIBUS隔离数据通信应用中的双通道双向通信光耦 组合器。另一个优点是非常薄的封装，其高度仅为1.6mm左右（图6），因此可以安装在印刷电路板的背面，高度通常限制为2mm，以充分利用电路板空间，实现数字PLC或I/O控制箱的薄而紧凑的封装设计。
综上所述，高速光耦通过专利封装和led堆叠技术，25mbd双通道双向光耦 它将满足工业控制和通信网络的高速交换和小规模封装的要求，如高噪声工业环境中的PROFIBUS现场总线应用，并带来业界最好的3750V（V）电气隔离和小规模表面粘合封装。