用于数字通信接口的稳健且超低功耗的隔离

图4 通过在串行输入限流电阻上并联一个峰化电容，可以提升光电耦合器的速度性能(tplh、tphl和PWD)

在系统上电或者掉电的瞬间，有些芯片的I/O口可能处于不确定的状态，甚至会对外发出一些错误的脉冲。新一代的低功耗光电耦合器集成了类似欠压锁定的功能来避免电源遗失或恢复时对输出造成的干扰。这一功能在设计上主要是为了确保输出在电源启动或者关闭的时候处于确定的状态而不会发出假信号。

设计工程师通常会面临不同的通信接线，由于负载不同而造成上升和下降时间差异的问题。图5中可以看到，较高的负载电容会使输出上升和下降的时间较长，造成传输延时、脉宽失真的变化差异。Avago新一代光电耦合器中加入了摆率可控输出，确保输出在不同负载电容下拥有稳定的上升和下降时间。这对一点对于并行通信连接特别重要。

图5 由于负载不同而造成上升和下降时间差异的问题

数字通信系统面临着四个影响可靠性和性能的电路问题，分别为高压脉冲瞬变、不同接地瞬变造成的共模噪声、接地环路和电平不兼容问题。超低功耗光电耦合器不仅可以节省功耗，还可简化电源和温度管理的设计，提高LED使用寿命并直接和微控制器连接。Avago可以提供不需牺牲高电压绝缘和噪声隔离性能的低功耗隔离方案。 LED输入光电耦合器除了可以改变输出极性并通过加入峰化电容提升速度外，分离式平衡电阻的使用还为其带来了卓越的抗噪能力。

问答选编

问：功率驱动电路中的光电隔离和过零检测电路中的光电隔离的原理有什么区别？如何正确选择光电耦合器？

答：从光电隔离的角度来说二者相似。功率驱动电路中的光耦拥有强大的电流输出功能，可以用来驱动如IGBT或Power MOSFET。过零检测电路中的光耦则可能是常见的HCPL-817光电晶体管，其功能是信号输出，无法驱动功率器件。

问：瓷封装和塑料封装光耦合器在性能和可靠性上有什么差别？

答：工业项目中使用塑料封装光耦合器就足够了。通常陶瓷封装是在军事或卫星使用。

问：什么叫摆率可控输出？

答：摆率可控输出：基本上输出摆率会随着输出负载变动，因为需要更多时间对更高负载充电。传播延迟和PWD也会随着负载电容增加，对线路负载电容不同的平行通信造成问题。光电耦合器内置摆率可控功能，确保输出在不同负载电容下拥有稳定的上升和下降时间。

问：模拟绝缘放大器在应用上要注意什么问题？

答：主要注意模拟绝缘放大器两边应提供稳定的电源、在 PCB板上布线以及选择适当的输入信号范围。

问：为了获得更好的共模抑制特性，数字光电耦合隔离器的引脚如何设置？

答：为了确保良好的共模抑制特性，可在阳极和阴极都输入阻抗平衡的LED（即正向电流和返回电流路径）。通过使用“分裂电阻”的方法，可以平衡各LED的输入阻抗。在这种配置中，由于在LED输入共模噪声电压的上升将是对称的，所以不能打开LED，从而相对独立的输入正向电流。

问：光耦隔离的响应速度和那些因素有关？目前大到什么水平？

答：主要与LED、光电感应器等的速度有关。目前高达到50MB（HCPL-0710)。

问：光电耦合器有必要再在外部进一步屏蔽吗？目前有产品化的外屏蔽光耦吗？

答：除非是处于极端嘈杂的环境或爆炸性环境中，才可能要附上在PCB的接地外壳。

问：在数字开关电源中，光耦隔离器如何设计才能达到精密稳压要求？

答：视设计之要求而定，可能需要使用更高的数据速率。HCPL - 0723光电耦合器即可提供更快速的数字通信。