國(guó)產(chǎn)光藕_高速光耦在工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)里的設(shè)計(jì)應(yīng)用
工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了獨(dú)特的應(yīng)用挑戰(zhàn)，需要優(yōu)化解決方案以實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行。在今天的工廠中，許多不同的可編程設(shè)備必須得到精確控制，才能協(xié)調(diào)運(yùn)行，工業(yè)設(shè)備、控制器、傳感器、執(zhí)行器和其他部件之間的通信通道必須立即運(yùn)行。同時(shí)，它們必須能夠抵抗電氣噪聲的干擾，并提供安全的電氣隔離。此外，隨著工業(yè)控制系統(tǒng)的日益復(fù)雜，工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)必須提供更高的輸出速率或生產(chǎn)率。
現(xiàn)場(chǎng)總線（Fieldbus或Fieldbus）代表了一系列工業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，用于儀器和設(shè)備之間的實(shí)時(shí)分布式控制。 對(duì)于自動(dòng)化的工業(yè)系統(tǒng)，如生產(chǎn)線、裝配線等經(jīng)常使用分層結(jié)構(gòu)的控制器系統(tǒng)進(jìn)行操作的，最上層是人機(jī)界面，操作者可以在此輸入指令并對(duì)工業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行編程和控制。 HMI）通常不需要時(shí)序嚴(yán)格的通訊系統(tǒng)連接到由可編程邏輯控制器（PLC）或輸入/輸出控制箱組成的中間層。 例如，以太網(wǎng)以分組形式運(yùn)行，可以承受一些分組數(shù)據(jù)的丟失。
控制層次結(jié)構(gòu)的底層是現(xiàn)場(chǎng)總線，它將 PLC 連接到生產(chǎn)線組件，例如傳感器、執(zhí)行器、電機(jī)、開(kāi)關(guān)和閥門(mén)。 這些通信連接必須快速，以最大限度地減少傳感器和執(zhí)行器之間的延遲，從而實(shí)現(xiàn)快速的整體系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間。 同時(shí)，它們必須是無(wú)干擾的實(shí)時(shí)連接。
在典型的工業(yè)環(huán)境中，電機(jī)、電源開(kāi)關(guān)和其他來(lái)源產(chǎn)生的高壓、電磁場(chǎng)和噪聲非常普遍，這對(duì)提供高速運(yùn)行和承受大量電噪聲構(gòu)成了挑戰(zhàn)。 因此，必須保留PLC系統(tǒng)的即時(shí)特性，整體可靠性和保護(hù)措施對(duì)于避免生產(chǎn)線停機(jī)非常重要。
隨著越來(lái)越多的電子設(shè)備被使用和連接，工業(yè)控制系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜。 因此，有必要了解如何更有效地利用工廠空間來(lái)容納這些電子設(shè)備。 對(duì)于功能復(fù)雜的PLC和I/O控制盒，采用薄型設(shè)計(jì)模塊將使印刷電路板（PCB）的底面能夠用于組裝半導(dǎo)體元件，具有很大的優(yōu)勢(shì)。 它不僅節(jié)省了電路板上的空間，而且簡(jiǎn)化了同一印刷電路板上多個(gè)元件的焊接。
采用高速光耦，如Avago的acsl-7210，可以滿(mǎn)足當(dāng)今工業(yè)系統(tǒng)的高規(guī)格隔離和保護(hù)要求。 與競(jìng)爭(zhēng)方案相比，該方案的數(shù)據(jù)傳輸率提高了67%，隔離能力提高了50%，封裝厚度極薄。
圖2顯示了25mbd雙通道雙向高速的使用光耦 和10mbd超低功耗單通道光耦 實(shí)現(xiàn)PROFIBUS（RS-485）現(xiàn)場(chǎng)總線通信隔離的典型應(yīng)用電路圖。前者主要用于隔離發(fā)送和接收數(shù)據(jù)信道，后者用于隔離發(fā)送使能信號(hào)。
高速光耦 合路器滿(mǎn)足工業(yè)通信的要求！
圖3中的高速光耦 它是一個(gè)雙通道雙向25mbd高速數(shù)字通信系統(tǒng)光耦， 優(yōu)化全雙工工業(yè)通信應(yīng)用，如PROFIBUS、現(xiàn)場(chǎng)總線和串行外圍接口（SPI）。采用專(zhuān)利芯片和封裝技術(shù)，在低厚度SO-8小尺寸封裝上實(shí)現(xiàn)3750vrms信號(hào)隔離能力，支持高速全雙工數(shù)據(jù)通信。傳輸延遲高達(dá)42納秒（NS），數(shù)據(jù)傳輸速率為25mbd。
直接堆疊在硅襯底上的發(fā)光二極管（LED）芯片封裝技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更高的集成度和最薄的單芯片封裝。圖4顯示了兩個(gè)高速光耦 其中一條封閉通道的橫截面。輸入邏輯信號(hào)控制互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）led驅(qū)動(dòng)緩沖芯片以提供led電流。光電探測(cè)器芯片由兩層透明層組成，分別是二氧化硅（SiO2）鈍化層或絕緣層和透明多晶硅？聚酰亞胺（PI）層和LED通過(guò)透明連接層粘附到光電探測(cè)器芯片。所有步驟均使用標(biāo)準(zhǔn)切屑粘附程序完成。
這種專(zhuān)利包裝技術(shù)帶來(lái)了高度集成的優(yōu)勢(shì)。它非常適合PROFIBUS隔離數(shù)據(jù)通信應(yīng)用中的雙通道雙向通信光耦 組合器。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是非常薄的封裝，其高度僅為1.6mm左右（圖6），因此可以安裝在印刷電路板的背面，高度通常限制為2mm，以充分利用電路板空間，實(shí)現(xiàn)數(shù)字PLC或I/O控制箱的薄而緊湊的封裝設(shè)計(jì)。
綜上所述，高速光耦通過(guò)專(zhuān)利封裝和led堆疊技術(shù)，25mbd雙通道雙向光耦 它將滿(mǎn)足工業(yè)控制和通信網(wǎng)絡(luò)的高速交換和小規(guī)模封裝的要求，如高噪聲工業(yè)環(huán)境中的PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用，并帶來(lái)業(yè)界最好的3750V（V）電氣隔離和小規(guī)模表面粘合封裝。