浅谈CMOS输出的Avago ACPL-x2xL数字光耦合器

本白皮书讨论了用于低功耗，低电源电压应用的数字光耦合器。本文还介绍了具有CMOS输出的Avago ACPL-x2xL数字光耦合器。电气系统中的数字光耦合器可
为数据传输提供高压绝缘和噪声抑制功能。

电气系统中的数字光耦合器可为数据传输提供高压绝缘和噪声抑制功能。光耦合器中需要高质量的绝缘屏障，以提供出色的可靠性和耐用性，以实现信号隔离。

除了绝缘和噪声抑制功能之外，Avago的新型5 MBd数字光耦合器ACPLM21L / 021L / 024L / W21L / K24L，ACPL-x2xL系列还为节电型应用提供了显着的省电和效率改善。现在，对于工业，医疗，电源控制系统，通信等许多电子应用，都要求降低系统功耗。与市场上传统的5 MBd数字光耦合器相比，这些新型数字光耦合器的功耗降低了80％。

主要功能和规格

ACPL-x2xL数字光耦合器是新设计的具有CMOS输出的光耦合器，可降低功耗。它们专为各种应用而设计，例如计算机外围设备接口，微处理器系统接口，高速线路接收器，电源控制系统等。在–40至105°C的宽温度范围内保证了设备性能，使其非常适合工业应用。

ACPL-x2xL数字光耦合器系列的主要功能如下：

低LED输入电流允许直接从CMOS输出驱动，而无需外部缓冲器（请参见图1）

低电源电流和电源电压，低功耗

25 kV / µs静态共模抑制–不降低抗扰度

施密特触发器输入，具有更好的抗噪能力

IEC60747-5-5增强绝缘认证，ACPL-M21L / 021L / 024L的连续工作电压为567 Vpeak，瞬态电压为6 kVpeak，ACPL-W21L / K24L的连续工作电压为1140 Vpeak，瞬态电压为8 kVpeak

ACPL-M21L直接由MCU / FPGA / DSP驱动，无需外部缓冲器

低功耗

新型5 MBd数字光耦合器系列的优点是功耗低。新的ACPL-x2xL系列光耦合器在不影响信号隔离能力的情况下，功耗不到10mW。与传统的5 MBd数字光电耦合器和其他产品相比，新型5 MBd数字光电耦合器具有1.6 mA的最小输入驱动电流，1.1 mA的最大电源电流和3.3 V的低电源电压，可将功耗降低多达80％。市场上的隔离器。

图2显示了市场上其他5MBd数字光耦合器中功耗最低的新型5MBd数字光耦合器。

功耗比较：ACPL-x2xL与市场上常规的5MBd光耦合器

更好的性能和改进的功能

与低压逻辑应用中的HCPL-x2xx传统光耦合器相比，新型ACPL-x2xL光耦合器系列提供了更高的性能和改进的功能（请参见表1）。升级后的ACPLx2xL系列光耦合器具有诸如低电源电流，低LED输入电流，低电源电压，较高的CMR和较宽的温度范围之类的性能。新型5 MBd数字光耦合器可用于低压逻辑应用（2.5 V / 3.3 V / 5 V电源电压）。

表1. ACPL-x2xL与HCPL-x2xx的比较

光耦合器CMR性能

共模噪声在数据通信应用中可能是一个重要问题，尤其是在电动机，传感器和可编程逻辑控制器连接在一起的工业环境中。

内部专有的法拉第屏蔽层是围绕输出接收器的有效平面金属走线，可提供ESD保护，并使光耦合器的输入侧和输出侧解耦。这种独特的封装设计还最大程度地减少了输入至输出电容。这两个因素使共模噪声的影响最小化，从而实现了> 25 kV / us @Vcm = 1000 V的高共模瞬变抗扰度。

“分流电阻器”输入LED驱动器配置平衡了LED阳极和阴极之间的阻抗，从而进一步改善了CMR性能。LED上的共模噪声电压上升是对称的，因此无法打开LED。串联的LED和限流电阻器组成一个低通滤波器，可帮助滤除噪声瞬变。

编辑：hfy