৮-পিন ডিআইপি ওয়াইড বডি হাই-স্পিড ১০এমবিপিএস লজিক গেট ফটোকাপলার ELW137 সিরিজ ডেটাশিট - ইংরেজি প্রযুক্তিগত নথি

১. পণ্য সংক্ষিপ্ত বিবরণ

ELW137, ELW2601, এবং ELW2611 সিরিজগুলি হল উচ্চ-গতির লজিক গেট ফটোকাপলার (অপটোআইসোলেটর) যা দ্রুত ডিজিটাল সংকেত বিচ্ছিন্নতা প্রয়োজন এমন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। মূল উপাদানটি একটি ইনফ্রারেড নির্গমনকারী ডায়োড যা একটি লজিক গেট আউটপুট সহ একটি উচ্চ-গতির সমন্বিত ফটোডিটেক্টরের সাথে আলোকীয়ভাবে যুক্ত। এই ডিভাইসটি একটি শিল্প-মান ৮-পিন ডুয়াল ইন-লাইন প্যাকেজ (ডিআইপি) ওয়াইড বডিতে প্যাকেজ করা হয়েছে, এবং সারফেস মাউন্ট ডিভাইস (এসএমডি) বিকল্পও পাওয়া যায়। প্রাথমিক কাজ হল ইনপুট এবং আউটপুট সার্কিটের মধ্যে বৈদ্যুতিক বিচ্ছিন্নতা প্রদান করার পাশাপাশি প্রতি সেকেন্ডে ১০ মেগাবিট (এমবিপিএস) পর্যন্ত গতিতে ডিজিটাল লজিক সংকেত প্রেরণ করা।

১.১ মূল সুবিধা এবং লক্ষ্য বাজার

এই সিরিজের মূল সুবিধাগুলির মধ্যে রয়েছে এর উচ্চ-গতির ক্ষমতা, যা এটিকে আধুনিক ডিজিটাল যোগাযোগ ইন্টারফেসের জন্য উপযোগী করে তোলে। এটি ৫০০০ ভি_{আরএমএস} উচ্চ বিচ্ছিন্নতা ভোল্টেজ অফার করে, যা সিস্টেমের নিরাপত্তা এবং নয়েজ প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি করে। ডিভাইসটি -৪০°সি থেকে +৮৫°সি পর্যন্ত একটি বিস্তৃত শিল্প তাপমাত্রা পরিসরে নিশ্চিত কর্মক্ষমতার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এতে প্রধান আন্তর্জাতিক নিরাপত্তা অনুমোদন (ইউএল, সিইউএল, ভিডিই, সেমকো, নেমকো, ডেমকো, ফিমকো) রয়েছে এবং ইইউ রিচ এবং রোহস নির্দেশিকা মেনে চলে। লক্ষ্য বাজারের মধ্যে রয়েছে শিল্প স্বয়ংক্রিয়করণ, টেলিযোগাযোগ, কম্পিউটার পারিফেরাল, চিকিৎসা সরঞ্জাম এবং সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই যেখানে নির্ভরযোগ্য সংকেত বিচ্ছিন্নতা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

২. প্রযুক্তিগত প্যারামিটার গভীর বিশ্লেষণ

এই বিভাগে ডেটাশিটে তালিকাভুক্ত প্রধান বৈদ্যুতিক এবং কর্মক্ষমতা প্যারামিটারগুলির একটি উদ্দেশ্যমূলক ব্যাখ্যা প্রদান করা হয়েছে।

২.১ পরম সর্বোচ্চ রেটিং

এই রেটিংগুলি চাপের সীমা নির্ধারণ করে যার বাইরে ডিভাইসের স্থায়ী ক্ষতি হতে পারে। এগুলি স্বাভাবিক অপারেটিং অবস্থার জন্য নয়।

• ইনপুট ফরোয়ার্ড কারেন্ট (I_F): ৫০ এমএ। এটি অতিক্রম করলে ইনপুট এলইডি ধ্বংস হতে পারে।
• রিভার্স ভোল্টেজ (V_R): ৫ ভি। ইনপুট ডায়োডের সীমিত রিভার্স ভোল্টেজ সহনশীলতা রয়েছে।
• সাপ্লাই ভোল্টেজ (V_CC) এবং আউটপুট ভোল্টেজ (V_O): ৭.০ ভি। এটি আউটপুট সাইড পাওয়ার এবং সংকেত পিনে প্রয়োগ করা যেতে পারে এমন সর্বোচ্চ ভোল্টেজ নির্ধারণ করে।
• আইসোলেশন ভোল্টেজ (V_ISO): ১ মিনিটের জন্য ৫০০০ ভি_{আরএমএস}। এটি ইনপুট এবং আউটপুট সাইডের মধ্যে ডাইইলেকট্রিক শক্তি নির্দেশ করে এমন একটি প্রধান নিরাপত্তা প্যারামিটার।
• অপারেটিং তাপমাত্রা (T_OPR): -৪০°সি থেকে +৮৫°সি। ডিভাইসটি শিল্প পরিবেশের জন্য রেট করা হয়েছে।
• সোল্ডারিং তাপমাত্রা (T_SOL): ১০ সেকেন্ডের জন্য ২৬০°সি। এটি পিসিবি অ্যাসেম্বলি প্রক্রিয়ার জন্য গুরুত্বপূর্ণ।

২.২ বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য

এগুলি অপারেটিং তাপমাত্রা পরিসরে নির্দিষ্ট পরীক্ষার শর্তের অধীনে নিশ্চিত প্যারামিটার।

২.২.১ ইনপুট বৈশিষ্ট্য

• ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ (V_F): সাধারণত ১.৪ভি, সর্বোচ্চ ১.৮ভি I_F=১০এমএ-তে। এটি ইনপুট কারেন্ট-লিমিটিং সার্কিট ডিজাইন করতে ব্যবহৃত হয়।
• ইনপুট ক্যাপাসিট্যান্স (C_IN): সাধারণত ৭০ পিএফ। এটি ইনপুট স্টেজের উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়াকে প্রভাবিত করে।

২.২.২ আউটপুট এবং ট্রান্সফার বৈশিষ্ট্য

• সাপ্লাই কারেন্ট (I_CCH, I_CCL): আউটপুট আইসি ৬.৫-১০এমএ (উচ্চ আউটপুট) এবং ৮-১৩এমএ (নিম্ন আউটপুট) গ্রহণ করে। এটি আউটপুট সাইডে পাওয়ার প্রয়োজনীয়তা নির্ধারণ করে।
• লো লেভেল আউটপুট ভোল্টেজ (V_OL): সর্বোচ্চ ০.৬ভি যখন ১৩এমএ সিঙ্ক করছে। এটি টিটিএল এবং লো-ভোল্টেজ সিএমওএস লজিক ইনপুটের সাথে সামঞ্জস্য নিশ্চিত করে।
• ইনপুট থ্রেশহোল্ড কারেন্ট (I_FT): ৩.০ থেকে ৫.০ এমএ। এটি হল সর্বনিম্ন ইনপুট এলইডি কারেন্ট যা সবচেয়ে খারাপ অবস্থার অধীনে একটি বৈধ লজিক-লো আউটপুট নিশ্চিত করার জন্য প্রয়োজন। ডিজাইনে সর্বোচ্চ মানের উপরে একটি কারেন্ট ব্যবহার করা উচিত।

২.৩ সুইচিং বৈশিষ্ট্য

এই প্যারামিটারগুলি উচ্চ-গতির ডেটা ট্রান্সমিশনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ টাইমিং কর্মক্ষমতা নির্ধারণ করে।

• প্রোপাগেশন ডিলে (t_PHL, t_PLH): প্রতিটি সর্বোচ্চ ১০০ এনএস। এটি সর্বোচ্চ ডেটা রেট সীমিত করে। ডেটাশিটে ১০ এমবিপিএস ক্ষমতা উল্লেখ করা হয়েছে।
• পালস প্রস্থ বিকৃতি |t_PHL- t_PLH|: সর্বোচ্চ ৪০ এনএস। এই অসমতা প্রেরিত সংকেতে ডিউটি সাইকেলকে প্রভাবিত করতে পারে।
• রাইজ/ফল টাইম (t_r, t_f): t_r সাধারণত ৪০ এনএস, t_f সাধারণত ১০ এনএস। এই ধরনের ডিভাইসে দ্রুত ফল টাইম সাধারণ।
• কমন মোড ট্রানজিয়েন্ট ইমিউনিটি (সিএমএইচ, সিএমএল): এটি নয়েজ ইমিউনিটির জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার। ELW2611 সর্বোচ্চ কর্মক্ষমতা অফার করে (১০,০০০ - ২০,০০০ ভি/µসে), যার অর্থ এটি ইনপুট এবং আউটপুট গ্রাউন্ডের মধ্যে খুব দ্রুত ভোল্টেজ স্পাইক প্রত্যাখ্যান করতে পারে আউটপুট ত্রুটি সৃষ্টি না করে। ELW137-এর সিএমটিআই অনির্দিষ্ট, অন্যদিকে ELW2601 ৫,০০০ ভি/µসে অফার করে।

৩. পিন কনফিগারেশন এবং কার্যকরী বিবরণ

ডিভাইসটি একটি ৮-পিন ডিআইপি কনফিগারেশন ব্যবহার করে। পিন ১ এবং ৪ নো কানেকশন (এনসি)। ইনপুট সাইডে এলইডির জন্য পিন ২ (অ্যানোড) এবং পিন ৩ (ক্যাথোড) রয়েছে। আউটপুট সাইডে পিন ৫ (গ্রাউন্ড), পিন ৬ (V_OUT- আউটপুট), পিন ৭ (V_E- এনেবল), এবং পিন ৮ (V_CC- সাপ্লাই ভোল্টেজ) অন্তর্ভুক্ত। এনেবল পিন (V_E) আউটপুট নিয়ন্ত্রণ করে। ট্রুথ টেবিলে লজিক দেখায়: যখন এনেবল হাই, আউটপুট ইনপুটের বিপরীত (অ্যাকটিভ-লো)। যখন এনেবল লো, ইনপুট নির্বিশেষে আউটপুট জোর করে হাই করা হয়। ডেটাশিটে স্থিতিশীল অপারেশনের জন্য পিন ৮ (V_CC) এবং ৫ (জিএনডি) এর মধ্যে একটি ০.১µএফ বাইপাস ক্যাপাসিটর ব্যবহার বাধ্যতামূলক করে।

৪. অ্যাপ্লিকেশন পরামর্শ

৪.১ সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন দৃশ্যকল্প

• গ্রাউন্ড লুপ নির্মূল এবং লজিক লেভেল আইসোলেশন: বিভিন্ন গ্রাউন্ড সম্ভাবনা সহ সাবসিস্টেমের মধ্যে ডিজিটাল সংকেত বিচ্ছিন্ন করা নয়েজ এবং গ্রাউন্ড লুপ প্রতিরোধের জন্য।
• ডেটা ট্রান্সমিশন এবং লাইন রিসিভার: বিচ্ছিন্নতার জন্য সিরিয়াল কমিউনিকেশন লিঙ্কে (আরএস-২৩২, আরএস-৪৮৫ ইন্টারফেস) ব্যবহৃত।
• সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই: ফ্লাইব্যাক বা অন্যান্য বিচ্ছিন্ন কনভার্টার টপোলজিতে ফিডব্যাক আইসোলেশন প্রদান করা।
• কম্পিউটার পারিফেরাল ইন্টারফেস: প্রিন্টার, শিল্প আই/ও কার্ড থেকে/প্রতি সংকেত বিচ্ছিন্ন করা।
• পালস ট্রান্সফরমার প্রতিস্থাপন: সহতর ড্রাইভ সার্কিটরি সহ সংকেত বিচ্ছিন্নতার জন্য একটি সলিড-স্টেট বিকল্প অফার করা।

৪.২ ডিজাইন বিবেচনা

• ইনপুট কারেন্ট সেটিং: ইনপুট এলইডি কারেন্ট একটি সিরিজ রেজিস্টর ব্যবহার করে সেট করতে হবে। নিশ্চিত সুইচিংয়ের জন্য, I_F সর্বোচ্চ I_FT(৫এমএ) এর উপরে সেট করা উচিত। সাধারণ পরীক্ষার শর্ত ৭.৫এমএ ব্যবহার করে। রেজিস্টর মান হল (V_DRIVE- V_F) / I_F.
• এনেবল পিন ব্যবহার: এনেবল পিন আউটপুট গেটিংয়ের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে বা প্রয়োজন না হলে একটি নির্দিষ্ট ভোল্টেজের সাথে সংযোগ করা যেতে পারে। এটি V_CC থেকে ০.৫ভি-এর বেশি অতিক্রম করবে না।
• আউটপুট লোড: আউটপুট একটি বৈধ V_OL এর জন্য ১৩এমএ পর্যন্ত সিঙ্ক করতে পারে। উচ্চতর কারেন্ট বা ক্যাপাসিটিভ লোড চালানোর জন্য, একটি বাহ্যিক বাফার প্রয়োজন হতে পারে।
• নয়েজ ইমিউনিটি: উচ্চ-নয়েজ পরিবেশের জন্য, এর উচ্চতর কমন মোড ট্রানজিয়েন্ট ইমিউনিটি (সিএমটিআই) এর জন্য ELW2611 ভেরিয়েন্ট বেছে নিন। ELW2611-এর জন্য চিত্র ১৫-এ প্রস্তাবিত ড্রাইভ সার্কিট ইনপুট এলইডি কারেন্ট এজগুলি তীক্ষ্ণ করতে একটি ট্রানজিস্টর ব্যবহার করে, যা সিএমটিআই কর্মক্ষমতা আরও উন্নত করে।
• বাইপাসিং: আউটপুট সাইডে ০.১µএফ ক্যাপাসিটর সাপ্লাই নয়েজ কমানো এবং স্থিতিশীল উচ্চ-গতির অপারেশন নিশ্চিত করার জন্য অপরিহার্য।

৫. প্রযুক্তিগত তুলনা এবং নির্বাচন নির্দেশিকা

সিরিজটিতে তিনটি প্রধান ভেরিয়েন্ট অন্তর্ভুক্ত রয়েছে: ELW137, ELW2601, এবং ELW2611। প্রাথমিক পার্থক্যকারী ফ্যাক্টর হল কমন মোড ট্রানজিয়েন্ট ইমিউনিটি (সিএমটিআই)। ELW137-এর মৌলিক আইসোলেশন রয়েছে। ELW2601 মাঝারি সিএমটিআই (৫,০০০ ভি/µসে) অফার করে। ELW2611 উচ্চ সিএমটিআই (১০,০০০ - ২০,০০০ ভি/µসে) প্রদান করে। নির্বাচন অ্যাপ্লিকেশনের বৈদ্যুতিক নয়েজ পরিবেশের উপর ভিত্তি করে করা উচিত। মোটর ড্রাইভ, শিল্প পিএলসি, বা নয়েজি পাওয়ার সাপ্লাইয়ের জন্য, ELW2611 সুপারিশ করা হয়। কম চাহিদাসম্পন্ন ডিজিটাল আইসোলেশনের জন্য, ELW2601 বা ELW137 যথেষ্ট হতে পারে।

৬. প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্ন (প্রযুক্তিগত প্যারামিটারের উপর ভিত্তি করে)

৬.১ অর্জনযোগ্য সর্বোচ্চ ডেটা রেট কী?

যদিও ডিভাইসটি ১০ এমবিপিএস-এর জন্য নির্দিষ্ট করা হয়েছে, প্রকৃত সর্বোচ্চ ব্যবহারযোগ্য রেট প্রোপাগেশন ডিলে এবং রাইজ/ফল টাইমের উপর নির্ভর করে। সর্বোচ্চ ১০০ এনএস প্রোপাগেশন ডিলে সহ, একটি বর্গ তরঙ্গের জন্য তাত্ত্বিক সর্বোচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি কম। নির্ভরযোগ্য ডেটা ট্রান্সমিশনের জন্য, মোট পালস বিকৃতি এবং সিস্টেম টাইমিং মার্জিন বিবেচনা করুন।

৬.২ আমি কীভাবে ইনপুট রেজিস্টর মান গণনা করব?

সূত্রটি ব্যবহার করুন: R_IN= (V_DRIVE- V_F) / I_F। সবচেয়ে খারাপ অবস্থার ডিজাইনের জন্য V_F কে সর্বোচ্চ মান (১.৮ভি) ধরে নিন। একটি ৫ভি ড্রাইভ এবং I_F= ১০এমএ-এর জন্য, R_IN= (৫ভি - ১.৮ভি) / ০.০১এ = ৩২০ ওহম। নিকটতম স্ট্যান্ডার্ড মান ব্যবহার করুন (যেমন, ৩৩০ ওহম)।

৬.৩ আমি কি এটি ৩.৩ভি লজিকের সাথে ব্যবহার করতে পারি?

আউটপুট সাইড V_CC ৩.৩ভি দ্বারা চালিত হতে পারে। যাইহোক, বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলি V_CC=৫.৫ভি দিয়ে পরীক্ষা করা হয়েছে। V_OL, I_OH, এবং প্রোপাগেশন ডিলে-এর মতো প্যারামিটারগুলি ৩.৩ভি-তে ভিন্ন হতে পারে। ইনপুট সাইড স্বাধীন; এলইডি একটি ৩.৩ভি উৎস দ্বারা চালিত হতে পারে যতক্ষণ সঠিক I_F অর্জন করা হয়।

৬.৪ এনেবল পিনের উদ্দেশ্য কী?

এনেবল পিন (V_E) একটি তৃতীয়-অবস্থা নিয়ন্ত্রণ প্রদান করে। যখন লো (<০.৮ভি) চালিত হয়, এটি আউটপুটকে জোর করে হাই করে, কার্যকরভাবে ইনপুট থেকে আউটপুট পর্যন্ত সংকেত পথ নিষ্ক্রিয় করে। এটি একাধিক আইসোলেটর আউটপুট একটি একক বাস লাইনে মাল্টিপ্লেক্সিং বা পাওয়ার-সেভিং মোডের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।

৭. ব্যবহারিক ডিজাইন কেস

দৃশ্যকল্প:একটি শিল্প সেন্সর নোডে একটি ৩.৩ভি মাইক্রোকন্ট্রোলার এবং একটি ৫ভি আরএস-৪৮৫ ট্রান্সিভারের মধ্যে একটি ১ এমবিপিএস ইউএআরটি সংকেত বিচ্ছিন্ন করা।

ডিজাইন ধাপ:

1. ভেরিয়েন্ট নির্বাচন:শিল্প পরিবেশে উচ্চ নয়েজ ইমিউনিটির জন্য ELW2611 বেছে নিন।
2. ইনপুট সার্কিট:মাইক্রোকন্ট্রোলার জিপিআইও (৩.৩ভি) এলইডি চালায়। রেজিস্টর গণনা করুন: R_IN= (৩.৩ভি - ১.৮ভি) / ০.০১এ = ১৫০ ওহম। এলইডি অ্যানোড (পিন ২) এর সাথে সিরিজে ১৫০Ω রেজিস্টর ব্যবহার করুন। ক্যাথোড (পিন ৩) মাইক্রোকন্ট্রোলার জিএনডি-তে।
3. আউটপুট সার্কিট:আউটপুট সাইড ৫ভি (V_CC পিন ৮) দিয়ে পাওয়ার দিন। পিন ৮ এবং পিন ৫ (জিএনডি) এর মধ্যে ০.১µএফ সিরামিক ক্যাপাসিটর সংযোগ করুন। আউটপুট পিন ৬ সরাসরি আরএস-৪৮৫ ট্রান্সিভারের ইনপুট পিনের সাথে সংযোগ করুন। ট্রান্সিভারের ইনপুট ইম্পিডেন্স লোড হিসাবে কাজ করে। এনেবল পিন ৭ সর্বদা-সক্রিয় অপারেশনের জন্য একটি ১০কেΩ রেজিস্টরের মাধ্যমে V_CC(৫ভি) এর সাথে বাঁধা যেতে পারে, বা নিয়ন্ত্রণের জন্য অন্য একটি জিপিআইও দ্বারা চালিত হতে পারে।
4. লেআউট:ইনপুট এবং আউটপুট ট্রেস শারীরিকভাবে পৃথক রাখুন। বাইপাস ক্যাপাসিটর পিন ৮ এবং ৫ এর যতটা সম্ভব কাছাকাছি রাখুন।

৮. অপারেশন নীতি

একটি ফটোকাপলার অপটিক্যাল কাপলিং নীতিতে কাজ করে। একটি বৈদ্যুতিক ইনপুট সংকেত একটি ইনফ্রারেড লাইট এমিটিং ডায়োড (এলইডি) চালায়। নির্গত আলো বিচ্ছিন্ন আউটপুট সাইডে একটি ফটোডায়োড বা ফটোট্রানজিস্টর দ্বারা সনাক্ত করা হয়। এই লজিক গেট ফটোকাপলারে, আউটপুট সাইডে একটি আরও জটিল সমন্বিত সার্কিট রয়েছে। ফটোডিটেক্টরের কারেন্ট একটি ডিজিটাল লজিক গেট (সাধারণত একটি শ্মিট ট্রিগার) দ্বারা পরিবর্ধিত এবং প্রক্রিয়াকৃত হয় একটি পরিষ্কার, সুসংজ্ঞায়িত ডিজিটাল আউটপুট সংকেত উৎপন্ন করার জন্য। আলোকীয় পথ বৈদ্যুতিক বিচ্ছিন্নতা বাধা প্রদান করে, কারণ আলো একটি শারীরিক ফাঁক অতিক্রম করতে পারে (স্বচ্ছ অন্তরক উপাদানের মাধ্যমে) যেখানে বিদ্যুৎ পারে না, যা গ্রাউন্ড লুপ এবং উচ্চ-ভোল্টেজ ট্রানজিয়েন্ট ব্লক করে।

৯. শিল্প প্রবণতা

সংকেত বিচ্ছিন্নতার প্রবণতা হল উচ্চতর গতি, কম শক্তি খরচ, ছোট প্যাকেজ এবং সমন্বিত কার্যকারিতার দিকে। যদিও এই ডিআইপি প্যাকেজের মতো ঐতিহ্যগত ফটোকাপলারগুলি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, নতুন প্রযুক্তিগুলি জনপ্রিয়তা অর্জন করছে। ক্যাপাসিটিভ বা চৌম্বকীয় কাপলিং সহ সিএমওএস প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে ডিজিটাল আইসোলেটরগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চতর ডেটা রেট (শত শত এমবিপিএস পর্যন্ত), কম প্রোপাগেশন ডিলে, ভাল টাইমিং প্রতিসাম্য এবং তাপমাত্রা এবং সময়ের উপর উচ্চতর নির্ভরযোগ্যতা অফার করে। এগুলি ক্ষুদ্র প্যাকেজে একাধিক চ্যানেলও একীভূত করে। যাইহোক, ফটোকাপলারগুলি এখনও নির্দিষ্ট ক্ষেত্রে সুবিধা ধরে রেখেছে যেমন খুব উচ্চ বিচ্ছিন্নতা ভোল্টেজ ক্ষমতা, সরলতা এবং অনেক স্ট্যান্ডার্ড-স্পিড অ্যাপ্লিকেশনের জন্য খরচ-কার্যকারিতা। উচ্চ-গতি, উচ্চ-সিএমটিআই ফটোকাপলারগুলির বিকাশ (যেমন ELW2611-এ দেখা যায়) নয়েজি পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স এবং মোটর ড্রাইভ পরিবেশে শক্তিশালী বিচ্ছিন্নতার প্রয়োজনীয়তার প্রতিক্রিয়া।