飞兆双向逻辑门光耦合器为工业通信提供可靠光隔离性能

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 在设计工业网络时,工业通信设计工程师需要在高噪声环境下可靠发送高速数据,同时避免损坏敏感的控制器、ADC或传感器,现有的解决方案是使用两个单通道光耦合器,或是磁性和电容性耦合等技术,但是这类方法不能达到所需要的可靠隔离水平和抗电磁干扰水平。此外,设计人员而且需要具备多功能、更小占位面积以及更低BOM成本的解决方案。

为帮助设计人员应对挑战,并满足市场对光耦合器的应用需求,飞兆半导体公司推出FOD8012全双工、双向逻辑门光耦合器,该器件是业界首款具有强抗噪能力与可靠光隔离能力的光耦,可助力系统工程师设计出稳健的系统,并具备低传输错误率,更长时间的提供高可靠性以及低元件成本。


FOD8012支持系统之间的数字信号隔离通信,而且不会与接地环路或危险电压导电。据飞兆半导体技术行销副经理张瑞斌介绍,不同于提供低于0.1mm光隔离间隙的同类器件,由于FOD8012采用飞兆专有的Optoplanar® 封装技术和优化的集成电路设计,在具有0.4mm (最低)的光隔离间隙的小型SO8封装中集成两个双向光耦合通道,可实现经验证的可靠光隔离。同时该器件具有同级最佳的20kV/µs最小共模瞬态抑制,能够在嘈杂的工业环境中工作,而这项指标较最接近的竞争产品提高了一倍。

随着工业通信领域的发展,数据传输率的不断提高,更低的功率驱动,以及现场总线的引入,光耦合器的规格标准需要不断的改善。而3.3V总线收发器的应用日趋明显,光耦的电源电压也从5V转向3.3V,混合或电动车辆的需求推动器件需具备更高的温度额定值。这些应用趋势,使得FOD8012具有高达15兆位/秒的转换速度,满足大多数现场总线标准。可用3.3V或5V电源电压来实现逻辑电平转换,以及具有-40 到 +110ºC的宽工业级温度范围。

FOD8012高速逻辑门光耦合器具有高集成度,以双向配置方式集成了两个光耦合通道,并采用紧凑的8脚小型封装。每个光耦合器通道由一个高速AIGaAs LED组成,通过一个与CMOS检测器IC耦合的CMOS缓冲器IC驱动。采用FOD8012全双工设计方案,如下图,通过一颗FOD8012替代原有方案中的两颗IC,降低了隔离方案的占位面积及BOM成本。


据张瑞斌介绍,FOD8012的目标市场是工业工厂自动化中的总线领域和马达驱动的上下位机间的信号隔离。而据IMS数据显示,在工厂自动化和马达驱动市场中,预计今年光耦合器总体可用市场收益为5.246亿美元,这也给飞兆的光耦器件带来很大的市场空间。