HCPL-181-00CE 产品概述

一、概述

HCPL-181-00CE 是 Broadcom（博通）出品的一款单通道光隔离器，输入端为直流 LED，输出端为光电三极管。器件采用微型 SOP-4 封装（2.54mm 间距、Mini-Flat 风格），提供高达 3.75 kVrms 的隔离电压，适用于信号隔离、逻辑接口和低速开关隔离等场合。器件设计注重高隔离性能与紧凑封装的结合，便于电路板空间受限但对隔离要求高的系统设计。

二、主要特性

• 单通道光隔离输出（光电三极管）
• 隔离耐压：3.75 kVrms
• 正向压降（Vf）：约 1.2 V
• 正向电流（If）额定可达 50 mA
• 输出电流最大 50 mA，负载耐压最高可到 80 V
• 直流反向耐压（Vr）：6 V
• 集电极—发射极饱和电压 VCE(sat)：典型 200 mV（在 1 mA 和 20 mA 条件下测量）
• 上升时间 tr：约 4 μs（测量条件：If=2 mA、RL=100 Ω）
• 下降时间 tf：约 3 μs
• 电流传输比（CTR）最小值：50%
• 工作环境温度：-55 ℃ 至 +100 ℃

三、关键参数说明

• 隔离电压（3.75 kVrms）：用于保证输入侧与输出侧在高电压差情况下的安全隔离，适合电源隔离、工业控制和电网接口等场景。
• CTR（≥50%）：指在特定 If 下输出集电极电流与输入正向电流的比率，决定了所需输入电流大小以驱动输出，设计时需根据目标输出电流选定 If。
• 开关速度（tr/tf ≈ 3–4 μs）：该器件属于低到中速类型，适合脉冲宽度较长或速率不高的数字信号隔离，不适合高频率或严格时序的高速总线隔离。

四、封装与引脚

器件采用 SOP-4（Mini-Flat）封装，间距 2.54 mm，单通道设计便于在狭小 PCB 面积内实现隔离功能。典型应用中，输入侧外接限流电阻以保护 LED，输出侧常用上拉电阻或与下游电路直接耦合（需注意最大集电极电压 80 V 和输出电流限制）。

五、设计与使用建议

• 输入限流电阻计算：R = (Vdrive - Vf) / If。示例：在 5 V 驱动、目标 If=2 mA 时，R ≈ (5 − 1.2) / 2 mA ≈ 1.9 kΩ。为保证长期可靠性及 CTR 需要，可适当增加裕量或按实际需求调整 If。
• 输出负载与速度权衡：较小的上拉电阻可获得更低的上升时间，但会增加输出电流和功耗；速度要求不高时推荐使用较大阻值以降低功耗。
• 热与寿命：If 峰值不得超过器件额定 50 mA，长时间高 If 会升高结温，建议在 PCB 布局中考虑散热和功率分配。
• 隔离区布线：保持输入侧与输出侧的焊盘和走线间足够的爬电/空气间隙，遵守系统的安全规范以发挥 3.75 kVrms 隔离性能。

六、典型应用场景

• 工业控制信号隔离（PLC 输入/输出、继电器驱动隔离）
• 电源供应控制与反馈隔离（如开关电源次级到控制端的隔离）
• 微控制器与高电压侧之间的逻辑隔离
• 家电和消费电子中的低速数字隔离

七、可靠性与环境适应

工作温度范围宽（-55 ℃ 至 +100 ℃），适应工业级工况。在设计中应关注长期热应力和输入电流的限制，严格遵守最大额定电压和功率条件以延长使用寿命。

若需进一步的引脚排列、典型电路图或具体测试曲线，请参考 Broadcom 官方数据手册或联系供应商获取完整产品文档。