HCNR201#300是一种高线性度模拟光耦合器,由Broadcom(原Avago Technologies)生产,主要用于实现模拟信号的隔离传输。该器件采用LED-光电二极管-光电二极管的三元件结构,其中输入端的LED发光,两个匹配的光电二极管分别位于输出和反馈路径中,用于实现高精度、高稳定性的模拟信号隔离。HCNR201#300的核心优势在于其优异的线性度和长期稳定性,适用于需要高精度信号传输的工业控制、电源管理、医疗设备和测量仪器等领域。
该器件封装在8引脚DIP或SOIC封装中,符合行业标准,便于集成到现有电路设计中。由于其基于光耦原理工作,因此具备良好的电气隔离性能,隔离电压可达5000 VRMS以上,能有效防止噪声干扰和地环路问题。此外,HCNR201#300的工作温度范围宽(通常为-55°C至+105°C),适合在严苛环境条件下使用。
与传统的数字光耦不同,HCNR201#300专为模拟信号设计,能够在整个输入范围内保持高度线性响应,非线性误差典型值低于0.01%。这一特性使其成为替代传统变压器或差分放大器隔离方案的理想选择,尤其是在需要直流或低频信号隔离的应用中表现突出。
器件型号:HCNR201#300
制造商:Broadcom (Avago)
封装类型:8-DIP
通道数:1
隔离电压:5000 VRMS
电流传输比(CTR):50% ~ 200%
非线性误差:±0.01%(典型值)
带宽:1 MHz(典型值)
工作温度范围:-55°C 至 +105°C
供电电压:±15V(推荐)
输入LED正向电流:IF = 0 mA 至 25 mA
输出光电二极管电流:IP = 0 mA 至 2.5 mA
共模瞬态抗扰度(CMTI):10 kV/μs(最小值)
绝缘电阻:>10^11 Ω
介质耐压:6000 VAC(1分钟)
HCNR201#300的最大特点是其卓越的线性度和温度稳定性,这得益于其独特的三芯片结构设计。内部包含一个高效率LED和两个高度匹配的硅光电二极管(PD1和PD2),它们被精确地放置在LED两侧,并封装在同一腔体内,确保了光照分布的一致性和响应的对称性。这种结构使得输出光电流与输入LED电流之间具有非常高的线性关系,即使在长时间运行或温度变化下也能保持稳定的性能表现。该线性度指标远超普通光耦,使其特别适用于精密模拟信号隔离场合。
另一个重要特性是其出色的温度稳定性。HCNR201#300在宽温度范围内(-55°C至+105°C)仍能维持较低的增益漂移和偏移漂移,这对于工业自动化系统、传感器接口和闭环控制系统至关重要。通过外部运算放大器构建反馈回路,可以进一步补偿LED的老化效应和温度引起的增益变化,从而实现长期稳定的信号传输。
此外,该器件具备高共模瞬态抗扰度(CMTI),可有效抑制快速变化的共模电压对信号完整性的影响,适用于高噪声工业环境。其电气隔离能力高达5000 VRMS,满足UL、CSA、IEC等国际安全标准,可用于医疗设备、电机驱动和可编程逻辑控制器(PLC)等对安全性要求较高的应用。同时,由于其直流耦合特性,能够传输从直流到约1MHz频率范围内的信号,克服了传统变压器无法传递直流信号的局限。
HCNR201#300还支持双电源或单电源供电配置,灵活适应多种电路设计需求。配合高性能运算放大器使用时,可构建开环或闭环隔离放大电路,实现电压-电压、电压-电流或电流-电压的隔离转换。其低非线性误差(±0.01%)和高带宽(1MHz)使其在数据采集系统和高精度电源监控中表现出色。
HCNR201#300广泛应用于需要高精度模拟信号隔离的各种场景。在工业自动化领域,常用于可编程逻辑控制器(PLC)中的模拟量输入模块,用于隔离来自温度、压力、流量等传感器的4-20mA或0-10V信号,防止现场干扰影响控制系统稳定性。在开关电源和DC-DC转换器中,它可用于反馈环路中的电压或电流信号隔离,实现精确的稳压控制,同时提高系统的安全性和可靠性。
在医疗电子设备中,如病人监护仪、心电图机和医疗电源,HCNR201#300提供必要的电气隔离以满足严格的医疗安全标准(如IEC 60601),保护患者免受电击风险。其高线性度和低漂移特性也使其适用于精密测试与测量仪器,例如数字万用表、数据采集系统和校准设备,用于准确传输微弱模拟信号而不会引入显著失真。
此外,在电机驱动和逆变器系统中,该器件可用于隔离电机相电流检测信号,实现精确的矢量控制或FOC(磁场定向控制)。新能源领域如太阳能逆变器和电动汽车充电系统中,HCNR201#300也被用于电池管理系统(BMS)中的电压采样隔离,确保高压侧与低压控制电路之间的安全通信。由于其宽温特性和高可靠性,也可用于航空航天和军事电子系统中对环境适应性要求极高的场合。
HCNR200
IL300
LOC110
ACPL-C87A