HCNR201#550是一种高线性度模拟光耦合器,由 Broadcom(原 Avago Technologies)生产,广泛应用于需要电气隔离的模拟信号传输场合。该器件由一个高性能的LED、一个入射光检测二极管和一个输出光检测二极管组成,三个元件封装在同一个DIP-8或SMD封装中。通过匹配两个光电二极管对LED光输出的响应,HCNR201能够实现优异的线性度和温度稳定性,确保输入与输出信号之间的高保真传输。其设计原理基于光电效应,其中输入端的电流驱动LED发光,发出的光被两个物理结构上匹配的光电二极管接收,其中一个用于反馈控制,另一个提供隔离后的输出信号。这种结构有效克服了传统光耦非线性、温度漂移大等问题,使其特别适用于工业控制、电机驱动、电源反馈、医疗设备等对精度和可靠性要求较高的应用领域。HCNR201#550中的“#550”通常表示其包装规格为卷带包装,适用于自动化贴片生产。
器件型号:HCNR201#550
制造商:Broadcom / Avago
封装类型:DIP-8 或 SOIC-8
工作温度范围:-55°C 至 +105°C
存储温度范围:-65°C 至 +150°C
最大隔离电压:5000 VRMS
电流传输比(CTR):无固定CTR,采用双光电二极管结构
线性增益:典型值为1.0(增益 = I_OUT / I_PD1)
增益温度系数:±50 ppm/°C 典型值
线性度误差:±0.01% 典型值,最大±0.25%
带宽:直流至 1 MHz(取决于外部电路)
LED正向电流:IF = 0 mA 至 25 mA 推荐操作范围
LED正向电压:VF ≈ 1.8 V @ IF = 20 mA
响应时间:上升/下降时间约 1 μs
绝缘电阻:>10^12 Ω
爬电距离:>7.6 mm
HCNR201#550的核心优势在于其卓越的线性性能和长期稳定性,这得益于其独特的双匹配光电二极管结构设计。该器件内部包含一个高亮度AlGaAs红外LED和两个在几何结构、材料和制造工艺上高度匹配的硅光电二极管。当输入电流驱动LED发光时,两个光电二极管同时接收到相同强度的光通量,并产生相应的光电流。其中一个光电二极管(PD1)的电流用于闭环控制或作为参考信号,另一个(PD2)则提供隔离输出。由于两个光电二极管在物理上非常接近且经过精密匹配,它们对LED光强变化、老化效应和温度波动具有几乎相同的响应特性,从而显著降低了系统增益漂移和非线性误差。这种差分式光耦结构使得HCNR201在宽温度范围内仍能保持极高的信号传输精度,线性度可达±0.01%,远优于传统的光耦器件。
该器件的工作带宽可覆盖直流到1MHz以上,具体性能取决于外部运算放大器和反馈电路的设计。通过将PD1接入反馈回路,可以构建一个稳定的线性光耦隔离放大器电路,实现输入与输出之间的精确比例关系。HCNR201#550具备高达5000 VRMS的隔离电压,满足工业级安全标准,适用于高噪声、高压差环境下的信号隔离。此外,其LED和光电二极管之间采用透明绝缘材料隔离,确保电气隔离的同时不影响光传输效率。器件的老化特性也经过优化,在正常工作条件下寿命长,性能稳定。HCNR201还具有低滞后、低迟滞的特点,适合高精度测量系统。由于无需外部校准且外围电路简单,工程师可以快速实现高性能的隔离接口设计,降低系统复杂性和开发周期。
HCNR201#550广泛应用于各类需要高精度模拟信号隔离的电子系统中。在工业自动化领域,它常用于PLC(可编程逻辑控制器)、I/O模块、传感器信号调理电路中,实现4-20mA电流环或0-10V电压信号的隔离采集,防止地环干扰和高压冲击损坏控制系统。在电机驱动和逆变器系统中,该器件可用于隔离电流或电压采样信号,确保控制芯片与功率侧的安全隔离,提高系统的抗干扰能力和运行稳定性。在开关电源和DC-DC转换器中,HCNR201可用于构建高精度隔离反馈环路,替代传统的光耦加基准源方案,提升动态响应和稳压精度,尤其适用于通信电源、服务器电源等高端应用。
在医疗电子设备中,由于其高可靠性和符合安全隔离标准,HCNR201#550被用于病人监护仪、心电图机、医疗成像设备等需要电气隔离以保障患者安全的场合。此外,在测试与测量仪器如数据采集系统(DAQ)、数字万用表、示波器前端电路中,该器件有助于实现高分辨率模拟信号的隔离传输,避免共模噪声影响测量精度。新能源领域如光伏逆变器、风力发电控制系统中,HCNR201也用于电网电压同步检测和绝缘监测功能。其宽温特性和长期稳定性使其能够在恶劣环境下持续工作,满足工业级和汽车级应用需求。总之,凡是需要高线性度、低漂移、高隔离性能的模拟信号传输场景,HCNR201#550都是理想的选择。
ACPL-C87A
IL300
LOC110
HCNR200