用于高速通信的光耦

支持慢输入和电源慢启动，无需施密特触发器
用于高速通信的光耦

东芝电子元件及存储装置株式会社（“东芝”）发布并开始量产四款高速通信光耦：TLP2362B、TLP2368B、TLP2762B、TLP2768B，即使在发光侧（原边）输入电流和受光侧（副边）电源电压上升和下降时间较慢的情况下（输入速度低于60秒），这些光耦也能正常工作。

光耦是重要的电气隔离器件。发光元件和受光元件采用透光绝缘体封装。高速通信光耦是工厂自动化（FA）应用的理想选择，有助于生产流程自动化，改善并优化人力成本，提高生产现场的生产效率。可编程逻辑控制器（PLC）在工厂自动化中起着特别重要的作用，可用来控制设备和设施。

PLC是一种基于“顺序控制”对各种机器操作进行预排序并保存，控制机器之间高效运行的器件。它们广泛用于多个领域，包括电梯、交通信号灯、自动售货机和我们熟悉的其他设备，以及工厂自动化设施、电站和变电站。特别是在用于控制加工和组装机械时，生产效率可以显著得到提高，极大地提高生产现场的工厂自动化水平。无论独立封装还是内置在控制器件中，PLC通常安装在各种机器／设备中。因此，为了节省安装空间，减少外围机器设备的操作，器件需要小型化并抑制发热，在电磁噪声和浪涌环境下可靠稳定的运行。

PLC用于实现工厂自动化，而对于支持输入和输出功能的数字输入／输出模块，外部信号线路与模块电路内部信号通信主单元需要隔离。建议采用IC输出光电耦合器，可使用光耦光电耦合器轻松可靠地隔离，实现高速通信。此外，国际标准IEC61131-2[注1]已经开始实行。IEC 61131-2为PLC满足外部电源的变化提供了测试规范。在外部电源逐步关断和启动测试中，需要确认电源在慢输入时显示出预定义的行为，即打开和关断60秒。新产品符合这一标准，无需增加组件（如施密特触发电路）来抑制抖动，这有助于简化产品设计并减少外部电路。.

[注1]IEC 61131-2：工业过程测量和控制-可编程控制器第2部分：仪器要求和测试

图1. PLC总体方框图
图1. PLC总体方框图

特性

  1. 发光侧输入缓慢，受光侧电源启动缓慢
  2. 高速数据传输速率
  3. 高额定工作温度

1. 发光侧输入缓慢，受光侧电源启动缓慢

当发光侧（原边）输入电流和受光侧（副边）电源电压的上升和下降时间较慢时，会出现抖动，造成输出信号产生噪声现象的问题。
新产品符合IEC 61131-2标准（1型），输入正向电流和电源电路阈值具有迟滞。即使在输入正向电流和发光侧电源电压上升和下降时间较慢的情况下，输出也可以保持“低”和“高”，不会产生抖动。因此不需要增加器件（如施密特触发电路）来抑制抖动，并有助于简化设计和减少外部电路。

图2显示当TLP2362B的输入正向电流 (IF) 从0mA逐渐升至7.5mA时，输出电压 (VO) 的表现。即使IF 上升缓慢，TLP2362B也不会抖动并保持稳定的VO。

图3显示当TLP2362B的电源电压 (VCC) 从0 V逐渐升至2.7 V时，输出电压 (VO) 的表现。即使VCC启动缓慢，TLP2362B也可以保持稳定的VO。因此，新产品不需要使用施密特触发电路等部件抑制抖动，这有助于简化设计并减少外部电路。

图2：I<sub>F</sub>从0 mA缓慢上升至7.5 mA时，V<sub>O</sub>的表现（依据我们的研究）
图2：IF从0 mA缓慢上升至7.5 mA时，VO的表现（依据我们的研究）

（IF:（启动）0至7.5 mA，（停止）7.5至0 mA， VCC: 2.7 V，Ta: 25 °C）

图3：V<sub>CC</sub>从0 V缓慢上升至2.7 V时，V<sub>O</sub>的表现（依据我们的研究）
图3：VCC从0 V缓慢上升至2.7 V时，VO的表现（依据我们的研究）

（IF：7.5 mA，VCC：（启动）0至2.7 V，（停止）2.7至0 V，Ta：25 °C）

2. 高速数据传输率

图4：TLP2362B内部电路配置图
图4：TLP2362B内部电路配置图

通信光耦的传输速率限于几kbps，但PLC等工业电子设备，设备间数据传输待机时间短，因此需要高速光耦。如图4所示，新产品通过在光电二极管后级增加高增益、高速放大器电路提高传输速度。当超过LED输入电流阈值时，配有放大器的IC耦合器以数字方式开通／关断阈值输入电流。因此，不能线性传输模拟信号，仅用于数字信号传输。
TLP2362B和TLP2762B典型数据传输速率支持10Mbps，TLP2368B和TLP2768B支持20 Mbps并有助于加速设备运行。

3. 高额定工作温度

工作温度是指在不影响元件（器件）功能的情况下，元件（器件）正常工作的环境温度范围。温度是PLC环境抗扰能力需要考虑的条件之一。众所周知，环境温度和其他环境条件会极大地影响PLC的寿命，一般预期环境温度为40 °C。如果工作温度超过规定范围，导致产品故障或产品寿命缩短是不利的。新产品额定工作温度 (Topr) 为125 °C（最大值），有助于确保设备的安全。

应用

  • 工厂自动化 (FA) 控制设备（可编程逻辑控制器等）
  • I/O模块
  • 测量仪器

主要规格

（除非另有说明，Ta=25 °C）

器件型号 TLP2362B TLP2368B TLP2762B TLP2768B
数据表 PDF: 842KB
 PDF: 842KB PDF: 1,486KB

PDF: 1,486KB
数据数传速率 （Mbps） 典型值 10 20 10 20
封装 名称 5引脚SO6 SO6L
尺寸（mm） 3.7×7.0（典型值），
厚度＝2.3（最大值）		 3.84×10.0（典型值），
厚度＝2.3（最大值）
绝对
最大
额定值		 工作温度 Topr（°C） -40至125
输出电流IO（mA） Ta＝25 °C 25
建议工作条件 供电电压 VCC（V） 2.7至5.5
IF上升时间 [注2]tr(IF)（s） 5 n至 60
IF下降时间 [注 3]tf(IF)（s） 5 n至60
VCC上升时间[注4]tr(VCC)（s） 10 μ至60
VCC下降时间[注5]tf(VCC)（s） 10 μ至 60
电气特性 供电电流ICCH，ICCL（mA） 最大值 1
阈值输入电流（H／L） IFHL（mA） 最大值 5.0
开关特性 传输延迟时间tpHL，tpLH（ns） 最大值 100 60 100 60
共模瞬变抗扰度CMH，CML （kV/ μs） Ta＝25 °C 最小值 ±50
隔离特性 隔离电压BVS（Vrms） Ta＝25 °C 最小值 3750 5000
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[注2]输入正向电流从0 mA线性上升至7.5 mA需要的时间。
[注3]输入正向电流从7.5 mA线性下降至0 mA需要的时间。
[注4]供电电压从0 V线性上升至2.7 V需要的时间。
[注5]供电电压从2.7 V线性下降至0 V需要的时间。

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