Optokoppler Mit 15 Mbit/s über die Isolationsstrecke

Beispiel für den Einsatz einer Steuerung in einer industriellen Umgebung: Ein- und Ausgangssignale werden mit den Optokopplern TLP2361 und TLP2161 vom Steuerungssystem isoliert.
Beispiel für den Einsatz einer Steuerung in einer industriellen Umgebung: Ein- und Ausgangssignale werden mit den Optokopplern TLP2361 und TLP2161 vom Steuerungssystem isoliert.

Nicht nur wegen der Datenübertragungsrate von 15 Mbit/s, sondern auch mit Schwellenstrom von 1,3 mA und maximaler Betriebstemperatur von 125 °C sind die neuen Optokoppler TLS2361 und TLS2161 von Toshiba für anspruchsvolle Anwendungen geeignet.

Für die optische Ansteuerung verwendet Toshiba die im Haus entwickeltenGaAlAs-IR-LEDs, mit die durch eine Multiple-Quantum-Well-Struktur (MQW) - eine Abfolge dünner Schichten, in denen die quantenmechanischen Eigenschaften der Elektronen genutzt werden - eine hohe Lichtausbeute erreichen. Die Stromschwelle, bei der der Schmitt-Trigger auf der anderen Seite sicher anspricht, wird mit 1,3 mA bei einer Umgebungstemperatur von Ta = 105 °C angegeben, bei der maximalen Umgebungstemperaur 125 °C garantiert der Hersteller einen Wert von 1,6 mA. Die Schwelle ist niedrig genug, um den Eingang direkt von einem Mikroprozessor-Ausgang ohne Einfügung eines Pufferverstärkers anzusteuern.

Die elektronischen Schaltkreise jenseits der Isolationsbarriere werden in einem Bi-CMOS-Prozess hergestellt; die Versorgungsspannung kann zwischen 2,7 V und 5,5 V liegen, die Stromaufnahme beträgt 1 mA. Das Signal der Fotodiode wird von einem Operationsverstärker mit Hysterese und einer nachgeschalteten CMOS-Treiberstufe in eine Ausgangssignal umgesetzt; die Treiberstufe kann mit maximal 10 mA belastet werden.

Der Optokoppler TOP2361 wird in einem SO6-Gehäuse ausgeliefert, für den TLP2161, in den zwei Einheiten integrierte sind, wurde das SO8-Gehäuse gewählt. Die Gehäuse sind 4,4 mm lang, damit wird eine Isolationsstrecke von 5 mm von Anschlussfahne zu Anschlussfahne erreicht. Die Isolationsspannung beträgt 3,750 V, der Baustein widersteht Transienten mit Anstiegsgeschwindigkeiten von ±20 kV/µs.