High-Speed-Optokoppler WL-OCHS für digitale Signalübertragung

In der industriellen Automatisierung und Medizintechnik erfordert die sichere Kommunikation zwischen Schaltungsteilen eine absolut zuverlässige galvanische Trennung. Um dieser operativen Anforderung gerecht zu werden, erweitert Würth Elektronik sein Optoelektronik-Portfolio um den High-Speed-Optokoppler WL-OCHS, der eine schnelle digitale Signalübertragung unter extremen elektromagnetischen Bedingungen gewährleistet.

Ingenieurtechnischer Kontext und operative Herausforderungen
Die zunehmende Vernetzung und Miniaturisierung in industriellen Steuerungen, speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) und medizinischen Geräten führt zu einer höheren Dichte an elektronischen Bauteilen. Diese räumliche Nähe erhöht das Risiko von Spannungsüberschlägen und elektromagnetischen Interferenzen, die Mikrocontroller, FPGAs und DSPs beschädigen oder Datensignale verfälschen können. Konventionelle Optokoppler bieten zwar eine galvanische Trennung, weisen jedoch oft zu hohe Schaltverzögerungen auf, um in modernen seriellen Kommunikationsschnittstellen mit hohen Datenraten mithalten zu können. Ingenieure benötigen daher Isolationsbausteine, die sowohl eine hohe Störfestigkeit als auch minimale Latenzen für zeitkritische und sicherheitsrelevante Anwendungen bieten.

Technische Erklärung und Funktionsprinzip
Der High-Speed-Optokoppler WL-OCHS nutzt die optische Signalübertragung, um eine sichere galvanische Trennung zwischen Eingangs- und Ausgangskreisen mit einer Isolationsspannung von bis zu 5000 VRMS herzustellen. Das Bauelement erreicht Datenraten von 1 MBd bis 10 MBd und zeichnet sich durch extrem kurze Schaltzeiten (tpHL/tpLH) im Bereich von 100 ns bis 1500 ns aus. Diese reduzierten Verzögerungszeiten ermöglichen eine präzisere Taktsynchronisation und eine schnellere Datenkommunikation als bei herkömmlichen Standard-Optokopplern. Ein entscheidendes technisches Merkmal ist die hohe CMTI (Common Mode Transient Immunity). Diese Eigenschaft stellt sicher, dass selbst bei abrupten und schnellen Spannungsänderungen zwischen der Primär- und Sekundärseite keine fehlerhaften Signalwechsel ausgelöst werden. Zusätzlich ist der Optokoppler mit einem Kupfer-Leadframe ausgestattet, der die Resistenz gegen Korrosion sowie Umwelteinflüsse erhöht und die mechanische sowie thermische Robustheit der gesamten Serie signifikant steigert.

Produktrelevanz und industrielle Anwendungen
Durch die Kombination aus hoher Übertragungsgeschwindigkeit und starker EMV-Störfestigkeit eignet sich der Optokoppler optimal für den Einsatz in rauen Produktionsumgebungen mit hohem elektrischen Störpegel. Zu den primären Einsatzfeldern gehören die Mess- und Regeltechnik, komplexe Automatisierungssysteme sowie medizinische Geräte, bei denen der Schutz von Patienten und Anwendern vor gefährlichen Fehlerströmen höchste Priorität hat. Der WL-OCHS lässt sich nahtlos in bestehende serielle Kommunikationsschnittstellen wie UART, SPI oder RS-232/RS-485 integrieren und stabilisiert die Signalqualität. Das Bauteil ist ab sofort ab Lager verfügbar, Entwicklerinnen und Entwickler erhalten auf Anfrage kostenlose Muster für die Prototypenphase.

Zusätzlicher Kontext
Dieser Abschnitt enthält technische Spezifikationen und Wettbewerbsvergleiche, die nicht in der ursprünglichen Produktankündigung enthalten sind.

Im Bereich der galvanischen Isolationstechnik verlagert sich der Technologietrend zunehmend von einfachen optischen Isolatoren hin zu High-Speed-Derivaten, um die steigenden Bandbreitenanforderungen vernetzter Maschinen zu bewältigen. Eine Isolationsfestigkeit von 5000 VRMS entspricht den gängigen industriellen Sicherheitsnormen für verstärkte Isolation in hochbeanspruchten Stromversorgungen. Die Gleichtaktunterdrückung (CMTI) ist dabei ein kritischer Benchmark für Isolatoren, die in der Nähe von schnell schaltenden Leistungshalbleitern wie Siliziumkarbid- (SiC) oder Galliumnitrid- (GaN) Transistoren betrieben werden, da diese enorme Flankensteilheiten erzeugen können. Eine hohe CMTI verhindert in solchen Systemarchitekturen effektiv Bitfehler in der digitalen Datenübertragung und garantiert die funktionale Sicherheit von Motorantrieben, Hochspannungsumrichtern und dezentralen Steuerungseinheiten.

Bearbeitet von Maria Brueva, Induportals Redaktion – adaptiert durch KI.

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