Ео Сёк Бин (Yeo Siok Been)
Оптроны необходимы для обеспечения надежной высоковольтной развязки от импульсных перенапряжений, а также для подавления синфазных переходных помех, воздействующих на входные сигналы. Оптроны нового поколения компании Avago Technologies ACPL-M61L/061L/064L/W61L/K64L (ACPL-x6xL) имеют значительно меньшее энергопотребление при столь же высоких характеристиках помехоподавления и развязки.
Введение
Энергоэффективность — один из главных параметров, который проектировщики оборудования постоянно стремятся повысить. Есть четыре важные причины, по которым проектировщики все время охотятся за оптронами с низким энергопотреблением:
У светодиода в оптроне должен быть малый прямой ток, чтобы им можно было управлять напрямую, без внешних буферов, большинством микроконтроллеров или специализированных микросхем (рис. 1).
Необходимость снижения энергопотребления, особенно в многоканальных параллельных линиях связи. Оптрон состоит из светодиода на входе изолирующего барьера и детектора на выходе. Используя энергоэффективные светодиод и детектор, можно снизить потребление тока в каждом канале связи. Тем самым эффективность будет тем значительнее, чем больше каналов в линиях связи. С уменьшением энергопотребления снизится тепловыделение, за счет чего можно будет упростить отвод тепла в конструкции.
КПД преобразователя постоянного тока с гальванической развязкой часто определяет полезную мощность модуля. В этом случае, чтобы не превышать бюджет мощности, необходимы оптроны с низким энергопотреблением.
При управлении на меньшем прямом токе продлевается срок службы светодиода оптрона.
Рис. 1. Управление оптроном ACPL-M61L напрямую от специализированной ИС, без внешнего буфера
Оптроны нового поколения компании Avago Technologies ACPL-M61L/061L/064L/W61L/K64L (ACPL-x6xL) характеризуются значительно большей энергоэффективностью при высоких характеристиках помехоподавления и изоляции. Новые оптроны потребляют на 90% меньше энергии по сравнению со стандартными оптронами, представленными сегодня на рынке, и на 40% меньше энергии по сравнению с устройствами развязки других типов.
Функции оптронов
Две главные причины использования оптронов — это развязка от высокого напряжения и помехоподавление. Электрооборудование, особенно промышленного назначения, должно работать десятилетиями. Поэтому для обеспечения высочайшей надежности высоковольтной развязки в оптроне должен быть высококачественный изолирующий барьер. Кроме того, оптроны служат для подавления сильных синфазных переходных помех. Отсутствие оптронов может привести к аномальным перепадам напряжения или избыточной зашумленности выходного сигнала. Эта характеристика оптронов называется помехоподавлением.
Существующие решения для изоляции
Существуют другие решения для развязки, в которых энергопотребление снижается за счет повышения коэффициента передачи сигнала ценой уменьшения толщины изолирующего барьера. Кроме того, для обеспечения требуемого энергетического КПД используется метод кодирования с запуском по фронту (в отличие от кодирования с запуском по уровню, применяемого в оптронах). Эти методы кодирования иллюстрирует рис. 2. При кодировании с запуском по фронту внутренний сигнал передается коротким импульсом во время нарастания входного сигнала. ............
