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HCPL-5121-300 发布时间 时间:2025/9/24 13:51:25 查看 阅读:10

HCPL-5121-300是一款由Broadcom(原Avago Technologies)推出的高速光耦合器,属于其HCPL系列中的高性能光电隔离器件。该器件采用发光二极管(LED)与集成有光电检测器的CMOS输出电路相结合的结构,提供电气隔离的同时实现高速信号传输。HCPL-5121-300特别适用于需要高噪声抗扰性和稳定信号传输的工业控制、电源管理及通信系统中。其封装形式为8引脚DIP(双列直插式封装),符合行业标准尺寸,便于在PCB上安装和替换。该光耦内部通过光信号实现输入与输出之间的完全电气隔离,有效防止接地环路、电压瞬变以及电磁干扰对系统的影响,提高系统的可靠性和安全性。此外,HCPL-5121-300设计符合UL1577和CSA等国际安全标准,确保在高压环境下的长期稳定运行。该器件工作温度范围较宽,适合工业级应用需求。由于其集成了施密特触发器功能,输出具有迟滞特性,增强了对输入噪声的抑制能力,从而提高了信号完整性。整体而言,HCPL-5121-300是一款集高速响应、高隔离性能与高抗干扰能力于一体的光电耦合器,在现代电子系统中广泛用于数字信号隔离、开关电源反馈控制、电机驱动接口等领域。

参数

型号:HCPL-5121-300
  制造商:Broadcom (Avago)
  封装类型:8-DIP
  通道数:1
  数据速率:10 MBd
  电流传输比(CTR):50% 至 600%
  隔离电压:3750 Vrms
  工作温度范围:-40°C 至 +100°C
  供电电压(Vcc):4.5V 至 5.5V
  逻辑输出类型:CMOS
  上升时间/下降时间:75 ns / 75 ns
  LED正向电流(IF):最大60 mA
  共模瞬态抗扰度(CMTI):15 kV/μs 最小
  最大功耗:200 mW
  绝缘材料:聚酰亚胺

特性

HCPL-5121-300的核心特性之一是其基于CMOS技术的集成光电探测器输出级,这一设计显著提升了器件的速度和能效。传统的光耦通常采用光敏三极管或光敏达林顿结构,响应速度慢且CTR随时间和温度变化较大。而HCPL-5121-300采用LED激发集成在硅芯片上的光电二极管阵列,并通过高增益CMOS放大电路进行信号调理,最终驱动施密特触发器输出,使得器件具备高达10 MBd的数据传输速率,远超普通光耦的性能水平。
  另一个关键特性是其出色的共模瞬态抗扰度(CMTI),最小值可达15 kV/μs。这意味着即使在存在剧烈电压波动或高频噪声的环境中(如逆变器、电机驱动器或开关电源中),该光耦仍能准确传递信号而不发生误触发或输出震荡。这种高抗扰性来源于优化的芯片布局和内部屏蔽结构,有效减少了寄生电容对信号完整性的影响。
  该器件还具备良好的电流传输比(CTR)稳定性,典型值范围为50%至600%,允许较大的设计余量,适应不同驱动条件下的应用需求。同时,内置的施密特触发器提供了迟滞功能,增强了对输入信号噪声的容忍度,确保输出状态切换干净利落,避免因边界模糊导致的振荡现象。
  HCPL-5121-300支持单电源5V供电(4.5V–5.5V),兼容TTL和CMOS逻辑电平输入,使用方便,无需额外偏置电路。其8引脚DIP封装不仅符合安全隔离距离要求,也便于手工焊接和自动化生产。此外,该器件通过了UL、CSA和VDE等多项国际安全认证,适用于要求严格的安全隔离场合。综上所述,HCPL-5121-300凭借其高速、高可靠性、强抗干扰能力和稳定的电气特性,成为工业自动化、电力电子和通信接口等关键领域中理想的信号隔离解决方案。

应用

HCPL-5121-300广泛应用于需要高速、高可靠性信号隔离的各种电子系统中。一个典型的应用场景是开关电源中的反馈控制回路,特别是在反激式(Flyback)或半桥拓扑结构中,用于将次级侧的电压或电流反馈信号隔离传输至初级侧控制器,以实现闭环稳压控制。由于其高CMTI和快速响应能力,能够有效抵御开关过程中产生的高频噪声干扰,保证反馈信号的准确性,从而提升电源的整体效率和稳定性。
  在工业自动化控制系统中,该光耦常被用于PLC(可编程逻辑控制器)的数字输入模块,接收来自传感器或按钮的现场信号,并将其与内部逻辑电路进行电气隔离,防止外部高压或浪涌损坏核心处理器。同时,在伺服驱动器、变频器和电机控制板中,HCPL-5121-300可用于隔离PWM控制信号,确保控制器与功率桥之间的安全通信,避免地电位差引起的故障。
  此外,该器件也适用于隔离式ADC驱动电路、UART通信隔离、RS-485收发器前端保护以及医疗设备中的信号传输接口。在这些应用中,电气隔离不仅是为了提高抗噪性能,更是出于安全考虑,防止患者接触带电部分。得益于其紧凑的DIP封装和工业级温度范围,HCPL-5121-300也能很好地适应恶劣的工作环境,包括高温、潮湿或多尘的工业现场。因此,无论是在能源、制造、交通还是医疗领域,HCPL-5121-300都是一种成熟可靠的光电隔离元件选择。

替代型号

[
   "HCPL-5121",
   "HCPL-0121",
   "ACPL-M12L",
   "Si8710BBC-D-IS"
  ]

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HCPL-5121-300参数

  • 制造商Avago Technologies
  • 产品种类逻辑输出光电耦合器
  • 配置1 Channel
  • 输出类型Open Collector
  • 最大传播延迟时间500 ns
  • 最大正向二极管电压1.8 V
  • 最大反向二极管电压5 V
  • 最大正向二极管电流18 mA
  • 最大功率耗散295 mW
  • 最大工作温度+ 125 C
  • 最小工作温度- 55 C
  • 封装 / 箱体DIP-8 Gull Wing
  • 最小正向二极管电压1.2 V
  • 工厂包装数量1