高速光耦封装技术突破了工业通信网络，设计更加简单！

    工业通信网络带来了独特的应用挑战，需要优化解决方案以实现高效运行。在今天的工厂中，许多不同的可编程设备必须得到精确控制，才能协调运行，工业设备、控制器、传感器、执行器和其他部件之间的通信通道必须立即运行。同时，它们必须能够抵抗电气噪声的干扰，并提供安全的电气隔离。此外，随着工业控制系统的日益复杂，工业通信网络必须提供更高的输出速率或生产率。

    现场总线（Fieldbus或Fieldbus）代表一系列工业计算机网络通信协议，用于仪表和设备之间的实时分散控制。对于自动化工业系统，如经常使用分层结构控制器系统进行操作的生产线和装配线，顶层是人机界面，操作员可以在其中输入指令并对工业系统进行编程控制，HMI）通常通过定时要求不太严格的通信系统连接到由可编程逻辑控制器（PLC）或输入/输出控制箱组成的中间层，如以太网以分组的形式运行，可以承受一些分组数据的丢失。

    控制层次结构的底层是现场总线，将PLC连接到生产线组件，如传感器、执行器、电机、开关和阀门。这些通信连接必须快速，以便将传感器和执行器之间的延迟降至最低，以实现快速的总体系统响应时间。同时，它们必须是不受干扰的实时连接。

    在典型的工业环境中，由电机、电源开关和其他来源产生的高压、电磁场和噪声非常常见，并对提供高速运行和承受大量电气噪声提出了挑战。因此，必须保留PLC系统的即时特性，并且整体可靠性和保护措施对于避免生产线停机非常重要。

    随着越来越多的电子设备的使用和连接，工业控制系统变得越来越复杂。因此，有必要了解如何更有效地利用厂房空间来容纳这些电子设备。对于功能复杂的PLC和I/O控制箱，采用薄型设计模块将使印刷电路板（PCB）的底面可用于组装半导体元件，具有很大的优势。它不仅可以节省电路板空间，而且可以简化同一印刷电路板上的多元件焊接。

    使用高速光耦，如Avago的acsl-7210，可以满足当今工业系统的高规格隔离和保护要求。与竞争解决方案相比，该解决方案的数据传输速率提高了67%，隔离能力提高了50%，封装厚度极薄。

    图2显示了使用25mbd双通道双向高速光耦和10mbd超低功耗单通道光耦实现PROFIBUS（RS-485）现场总线通信隔离的典型应用电路图。前者主要用于隔离发送和接收数据信道，后者用于隔离发送使能信号。

    高速光耦合器满足工业通信的要求！

    图3中的高速光耦是一种双通道双向25mbd高速数字光耦，针对全双工工业通信应用（如PROFIBUS、现场总线和串行外围接口（SPI））进行了优化。它采用专利芯片和封装技术，在低厚度SO-8小尺寸封装上实现3750vrms的信号隔离能力，并支持高速全双工数据通信，传输延迟高达42纳秒（NS），数据传输速率为25MBD。

    直接堆叠在硅片衬底上的发光二极管（LED）芯片封装技术可以实现更高集成度和最薄厚度的单芯片封装。图4显示了两个高速光耦合通道之一的横截面图。输入逻辑信号控制互补金属氧化物半导体（CMOS）led驱动缓冲芯片提供led电流，光电探测器芯片由两个透明层组成，它们是二氧化硅（SiO2）钝化层或绝缘层和透明聚？聚酰亚胺（PI）层和LED通过透明连接层粘附到光电探测器芯片。所有步骤均使用标准切屑粘附程序完成。

    这种专利包装技术带来了高度集成的优势。它非常适用于PROFIBUS隔离数据通信应用的双通道双向光耦合器。另一个优点是非常薄的封装，其高度仅约为1.6mm（图6），因此可以安装在印刷电路板的背面，通常高度限制为2mm，以便充分利用电路板空间，让数字PLC或I/O控制箱实现薄而紧凑的封装设计。

    综上所述，通过专利封装和led堆叠技术，25mbd双通道双向光耦将满足工业控制和通信网络的高速交换和小尺寸封装要求，如高噪声工业环境中的PROFIBUS现场总线应用，并带来业界最好的3750伏（V）电隔离与小规模表面粘合包装。

    先进光半导体由南方先进联合日本归国华侨杨振林博士团队合资成立，以南方先进为主要投资方、杨博士团队为技术核心的一家专业从事光电器件、光耦合器、光耦继电器等光电集成电路以及光电驱动等产品，研发团队涵盖设计、制造、销售和服务的高新技术企业，先进光半导体拥有先进的光电器件全自动生产线，具有年产8000万只光电光耦器件的生产能力。现阶段先进光半导体的光耦继电器、光耦合器等主要产品用于：蓄电系统．智能电表．自动检测设备．电信设备．测量仪器．医疗设备．通信设备．PC端．安防监控．O/A设备．PLC控制器．I/O控制板等，依托于光半导体综合的设计技术和芯片制造技术优势，先进光半导体期望在有广阔发展前景的光电控制领域深耕，逐步提升产品的技术附加值，扩充技术含量更高的产品线。