HCPL-4701#020 是一款由 Broadcom(原 Avago Technologies)生产的高速光耦合器,属于 CMOS 光耦系列,专为工业和电源管理应用中的高噪声环境下的信号隔离而设计。该器件集成了一个高性能的 GaAs 发光二极管(LED)和一个集成有 CMOS 推挽输出电路的光探测器芯片。其独特的设计允许在高达 50 Mbps 的数据速率下实现可靠的数字信号传输,同时提供优异的电气隔离性能,隔离电压可达 3750 VRMS(1 分钟,符合 UL 标准)。HCPL-4701#020 采用窄体 8 引脚 DIP(双列直插式封装),符合 RoHS 指令要求,并带有 Underwriters Laboratories (UL) 认证,适用于需要安全隔离的系统中。
该光耦合器的关键优势在于其低功耗、高抗噪能力和快速响应时间。它无需外部偏置元件或上拉电阻即可工作,因为其输出级为 CMOS 结构,可直接驱动逻辑电平。此外,该器件具有宽工作温度范围(-40°C 至 +105°C),适合在恶劣的工业环境中使用。由于其高速性能和高可靠性,HCPL-4701#020 常用于电机控制、开关电源反馈环路、逆变器系统以及数字隔离接口等关键应用场景。
型号:HCPL-4701#020
类型:高速 CMOS 光耦合器
通道数:1 通道
数据速率:最高 50 Mbps
隔离电压:3750 VRMS(1 分钟,UL1577)
共模瞬态抗扰度(CMTI):±15 kV/μs(最小)
传播延迟:典型值 40 ns
最大传播延迟偏差:60 ns
工作温度范围:-40°C 至 +105°C
电源电压(VCC):4.5 V 至 5.5 V
LED 正向电流(IF):8 mA 至 16 mA
输出逻辑兼容性:CMOS/TTL
封装类型:8-DIP(窄体)
爬电距离:≥ 7.5 mm
绝缘厚度:≥ 0.08 mm
认证标准:UL1577、IEC/EN/DIN EN 60747-5-5(VDE0884-5)
HCPL-4701#020 的核心特性之一是其卓越的共模瞬态抗扰度(CMTI),达到 ±15 kV/μs 的最低值,这使其在高噪声工业环境中表现出色。在电机驱动或逆变器系统中,地电位波动剧烈,传统光耦容易因共模干扰导致误触发或信号失真,而 HCPL-4701#020 能有效抑制此类干扰,确保信号完整性。这一性能得益于其对称的内部光探测器结构和优化的芯片布局,最大限度减少了寄生电容对信号路径的影响,从而提升了抗干扰能力。
另一个显著特点是其高速数据传输能力,支持高达 50 Mbps 的通信速率,远高于传统的光电晶体管光耦(通常仅几 Mbps)。这种高速性能使得 HCPL-4701#020 可用于现代数字控制系统中的实时通信,如 PWM 信号隔离、编码器反馈传输或 SPI/I2C 隔离接口扩展。其传播延迟典型值仅为 40 ns,且传播延迟偏差小(最大 60 ns),保证了多通道系统中的时序一致性,有利于精确控制系统的稳定性。
该器件采用 CMOS 输出结构,无需外部上拉电阻,降低了外围元件数量和 PCB 占用空间。输出级可直接与 CMOS 或 TTL 逻辑电平兼容,简化了系统设计。同时,其低输入驱动电流(典型 8–16 mA)有助于减少前级驱动电路的功耗,特别适合电池供电或节能型系统。此外,宽工作温度范围(-40°C 至 +105°C)和高隔离电压(3750 VRMS)使其满足工业自动化、可再生能源和医疗设备等严苛应用的安全与可靠性要求。
HCPL-4701#020 还具备良好的长期稳定性和老化特性,LED 输出光强衰减缓慢,确保在整个产品生命周期内保持稳定的性能。其封装符合 UL 和 VDE 安全标准,支持功能隔离和基本隔离应用,广泛应用于需要符合国际安全规范的设计中。
HCPL-4701#020 广泛应用于需要高速信号隔离和高抗噪性能的工业电子系统。常见用途包括交流伺服电机驱动器中的 PWM 信号隔离,用于防止高压侧噪声干扰控制器。在变频器和逆变器系统中,它常被用来隔离来自微处理器的控制信号与功率模块之间的通信,确保系统安全运行。此外,在开关电源(SMPS)中,可用于反馈环路中的数字信号隔离,提高电源的动态响应和稳定性。
该器件也适用于工业自动化领域的数字 I/O 隔离模块,尤其是在 PLC(可编程逻辑控制器)输入输出板卡中,用于隔离现场传感器或执行器信号与主控单元。在太阳能逆变器和电动汽车充电桩等新能源设备中,HCPL-4701#020 提供了可靠的通信隔离解决方案,保障高压系统与低压控制电路之间的安全互连。
由于其支持高速数据传输,该光耦还可用于隔离 SPI、UART 或其他串行通信接口,扩展系统的抗干扰能力。在医疗设备中,当需要满足严格的电气安全标准时,HCPL-4701#020 可作为基本隔离元件,用于患者连接设备的信号传输路径中,防止漏电流造成安全隐患。总之,凡是需要高速、高可靠性、高噪声抑制能力的电气隔离场景,HCPL-4701#020 都是一个理想选择。
ACPL-4701
HCPL-4701
HCPL-4701-500E
ACPL-M701