دیتاشیت کوپلر نوری ترانزیستوری EL111X-G - بسته‌بندی SOP با 5 پین - فاصله خزشی 8mm - ولتاژ ایزوله 5000Vrms - سند فنی چینی ساده‌شده

1. مرور کلی محصول

سری EL111X-G دسته‌ای از کوپلرهای نوری (اپتوکوپلر) مبتنی بر فوتوترانزیستور هستند که به‌طور خاص برای کاربردهایی طراحی شده‌اند که نیاز به ایزولاسیون الکتریکی قابل اعتماد و انتقال سیگنال بین مدارهای با پتانسیل‌های مختلف دارند. عملکرد اصلی این قطعه، انتقال سیگنال‌های الکتریکی با استفاده از نور است و ایزولاسیون الکتریکی بین سمت ورودی (دیود ساطع‌کننده مادون قرمز) و سمت خروجی (آشکارساز فوتوترانزیستور) فراهم می‌کند. این ایزولاسیون برای محافظت از مدارهای حساس در برابر ولتاژ بالا، نویز و حلقه‌های زمینی حیاتی است.

该系列的特点是采用紧凑的5引脚小外形封装（SOP），高度仅为2.0毫米，适合空间受限的PCB设计。一个关键的区分特征是8毫米的长爬电距离，通过增加沿封装体表面的导电部件之间的距离，提高了高压环境下的可靠性和安全性。器件采用不含卤素（溴<900 ppm，氯<900 ppm，Br+Cl<1500 ppm）和三氧化二锑（Sb2O3）的复合材料制造，符合环境和安全法规。

2. شرح جزئیات مشخصات فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این مقادیر نامی محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که می‌توانند منجر به آسیب دائمی دستگاه شوند. عملکرد در این شرایط تضمینی برای کارایی نیست.

• جریان مستقیم ورودی (IF):60 میلی‌آمپر (پیوسته). برای پالس 1 میکروثانیه، جریان مستقیم پیک به طور قابل توجهی بالاتر و معادل 1.5 آمپر است که اجازه می‌دهد شرایط اضافه‌جریان کوتاه‌مدت در حین سوئیچینگ رخ دهد.
• ولتاژ معکوس ورودی (VR):6 V. فراتر از این ولتاژ در بایاس معکوس ممکن است به LED ورودی آسیب برساند.
• ولتاژ کلکتور-امیتر خروجی (VCEO):80 V. این حداکثر ولتاژی است که می‌توان در حالت بیس باز به دو سر ترانزیستور خروجی اعمال کرد.
• جریان کلکتور خروجی (IC):50 mA.
• کل تلفات توان (PTOT):250 mW. این حداکثر کل توان مصرفی در هر دو طرف ورودی و خروجی است.
• ولتاژ ایزوله (VISO):5000 V_rms(برای مدت 1 دقیقه در رطوبت نسبی 40-60%). این یک پارامتر ایمنی حیاتی است که در آن پین‌های ورودی (1,2) و پین‌های خروجی (3,4,5) به طور جداگانه به یکدیگر اتصال کوتاه می‌شوند.
• دمای کاری (TOPR):55- درجه سانتی‌گراد تا 110+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای لحیم‌کاری (TSOL):260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه، مطابق با پروفیل دمایی معمول لحیم‌کاری بازجریانی.

2.2 ویژگی‌های نوری-الکتریکی

این پارامترها عملکرد دستگاه را در شرایط کاری عادی تعریف می‌کنند (مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد، Ta=25°C).

2.2.1 ویژگی‌های ورودی (LED مادون قرمز)

• ولتاژ مستقیم (VF):در IF = 50 mA، حداکثر مقدار 1.5 V است. مقدار معمول کمتر و در حدود 1.1-1.3V خواهد بود.
• جریان معکوس (IR):در VR = 6 V، حداکثر مقدار 10 µA است.
• ظرفیت ورودی (C_in):در فرکانس 1 کیلوهرتز، مقدار معمول 50 پیکوفاراد است. این امر بر عملکرد سوئیچینگ فرکانس بالا تأثیر می‌گذارد.

2.2.2 ویژگی‌های خروجی (فتوترانزیستور)

• جریان تاریک کلکتور-امیتر (I_CEO):در V_CE= 20V، I_Fدر I = 0mA، حداکثر مقدار 100 nA است. این جریان نشتی زمانی است که LED خاموش است.
• ولتاژ شکست کلکتور-امیتر (BV_CEO):در I_C= 0.1mA، حداقل مقدار 80 V است.
• ولتاژ اشباع کلکتور-امیتر (V_CE(sat)):در I_F= 10mA، I_C= 1mA، حداکثر مقدار 0.4 ولت است. برای مرحله خروجی که ورودی‌های سطح منطقی را راه‌اندازی می‌کند، ولتاژ اشباع پایین مطلوب است.

2.2.3 ویژگی‌های انتقال

این پارامترها کارایی و سرعت کوپلینگ بین ورودی و خروجی را توصیف می‌کنند.

• نسبت انتقال جریان (CTR):این نسبت جریان کلکتور خروجی (I_C) به جریان ورودی مستقیم (I_F) است که به صورت درصد بیان می‌شود. سری EL111X-G سطوح مختلفی از CTR ارائه می‌دهد که هر سطح دارای محدوده حداقل/حداکثر مشخصی تحت شرایط آزمایش تعیین شده است. این امر به طراحان اجازه می‌دهد تا قطعه‌ای با بهره یکنواخت را برای کاربرد خود انتخاب کنند.
  • EL1110, EL1116, EL1117, EL1118, EL1119:در I_F= 5mA، V_CE= 5V تحت شرایط آزمایش. محدوده از 50-600% (EL1110) تا 200-400% (EL1119) متغیر است.
  • EL1112, EL1113, EL1114:در I_F= 10mA، V_CEتحت شرایط = 5V آزمایش شد. محدوده‌ها به ترتیب 63-125%، 100-200% و 160-320% هستند. این قطعات در I_F= 1mA نیز حداقل مقدار CTR مشخص‌شده‌ای دارند.
• مقاومت ایزوله (R_IO):در ولتاژ 500 ولت DC، حداقل مقدار 5 x 10¹⁰Ω. این نشان‌دهنده مقاومت DC بسیار بالا بین طرف‌های ایزوله است.
• ظرفیت شناور (C_IO):در فرکانس 1 مگاهرتز، حداکثر مقدار 1.0 پیکوفاراد است. این ظرفیت خازنی پایین با به حداقل رساندن کوپل خازنی نویز، به حفظ ایمنی بالا در برابر اغتشاشات مد مشترک (CMTI) کمک می‌کند.
• زمان‌های کلیدزنی:در V_CE= 5V، I_C= 5mA، R_Lاندازه‌گیری در شرایط = 100Ω.
  • زمان روشن شدن (t_on):مقدار معمول 4 µs.
  • زمان قطع (t_خاموش):مقدار معمول 3 µs.
  • زمان صعود (t_r):مقدار معمول 2 میکروثانیه، حداکثر 18 میکروثانیه.
  • زمان سقوط (t_f):مقدار معمول 3 میکروثانیه، حداکثر 18 میکروثانیه.
  این زمان‌ها قابلیت دستگاه در دنبال کردن سیگنال دیجیتال را تعریف می‌کنند. محدودیت‌های حداکثری عملکرد در کل محدوده دما و تولید را تضمین می‌کنند.

3. توضیح سیستم درجه‌بندی

سیستم درجه‌بندی اصلی سری EL111X-G بر اساسنسبت انتقال جریان (CTR). شماره‌های قطعات مختلف (که با 'X' در EL111X نشان داده می‌شوند) مربوط به شرایط استاندارد (I_F=5mA یا 10mA، V_CEمحدوده CTR خاص و تضمین‌شده اندازه‌گیری شده در =5V). این امر به طراحان اجازه می‌دهد تا:

1. پایداری مدار را تضمین کنند:انتخاب محدوده‌ی CTR باریک‌تر (مثلاً EL1117: 80-160%) می‌تواند جریان خروجی قابل پیش‌بینی‌تری برای جریان ورودی مشخص فراهم کند و نیاز به مدار بایاس با محدوده تحمل گسترده را کاهش دهد.
2. بهینه‌سازی مصرف توان:برای جریان خروجی مورد نیاز، می‌توان از جریان LED ورودی پایین‌تر برای راه‌اندازی قطعه‌ای با CTR بالاتر (مانند EL1119) استفاده کرد و در نتیجه توان سمت اولیه صرفه‌جویی نمود.
3. تطابق با الزامات طراحی:کاربردهای مختلف ممکن است به بهره‌های متفاوتی نیاز داشته باشند. مدارهای رابط منطقی ممکن است از دستگاه‌های CTR استاندارد استفاده کنند، در حالی که انتقال سیگنال‌های آنالوگ می‌تواند از دستگاه‌های CTR با خطی‌تر و بهره بالاتر بهره‌مند شود.

اطلاعات سفارش‌دهی این درجه‌بندی را به وضوح از طریق کاراکتر 'X' (0, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9) تعریف می‌کند.

4. تحلیل منحنی عملکرد

اگرچه برگه اطلاعات به منحنی‌های گرافیکی خاصی ("منحنی‌های مشخصه نوری-الکتریکی معمول") ارجاع می‌دهد، اما می‌توان رفتار معمول آن را بر اساس اصل عملکرد کوپلر نوری ترانزیستوری توصیف کرد:

• رابطه CTR با جریان مستقیم (I_F):CTR ثابت نیست. معمولاً در جریان‌های مستقیم متوسط (برای این قطعات معمولاً حدود ۵ تا ۱۰ میلی‌آمپر) به اوج خود می‌رسد و در جریان‌های بسیار کم یا بسیار زیاد، ممکن است به دلیل بازدهی LED و اثر اشباع ترانزیستور کاهش یابد.
• رابطه CTR با دما:CTR معمولاً دارای ضریب دمایی منفی است؛ با افزایش دمای پیوند کاهش می‌یابد. طراحان باید این کاهش ظرفیت را در کل محدوده دمای کاری در نظر بگیرند.
• جریان خروجی (I_C) با ولتاژ کلکتور-امیتر (V_CE):برای جریان LED ثابت، فوتوترانزیستور مانند یک منبع جریان رفتار می‌کند تا زمانی که به ناحیه اشباع وارد شود. ناحیه اشباع با V_CE(sat)پایین‌تر، همانطور که در مشخصات نشان داده شده است، مشخص می‌شود.
• زمان‌های کلیدزنی و مقاومت بار (R_L):زمان‌های کلیدزنی (t_r, t_f) به شدت به مقاومت بار و هرگونه ظرفیت پارازیتی وابسته است. R_Lکوچکتر معمولاً زمان سقوط سریع‌تری فراهم می‌کند اما دامنه خروجی را کاهش داده و مصرف توان را افزایش می‌دهد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

این قطعه در بسته‌بندی SOP (بسته‌بندی با ابعاد کوچک) 5 پایه با ارتفاع 2.0 میلی‌متر ارائه می‌شود. پیکربندی پایه‌ها استاندارد است:

1. آند (ورودی LED+)
2. کاتد (ورودی LED-)
3. امیتر (فتوترانزیستور)
4. کلکتور (فتوترانزیستور)
5. بیس (فتوترانزیستور، معمولاً باز یا متصل برای تکنولوژی شتاب‌دهی)

بسته‌بندی شامل یکطرح‌بندی پیشنهادی پد لحیم‌کاری، برای مونتاژ سطح‌نصب، که برای دستیابی به اتصالات لحیم قابل اعتماد و پایداری مکانیکی مناسب در طول فرآیند Reflow حائز اهمیت است.فاصله خزشی ۸ میلی‌مترییک ویژگی طراحی فیزیکی در قالب‌سازی است که فاصله سطحی بین پایه‌های ورودی و خروجی را افزایش می‌دهد، مستقیماً به دستیابی به رتبه‌بندی عایقی 5000Vrms بالا و انطباق با استانداردهای ایمنی کمک می‌کند.

6. راهنمای جوشکاری و مونتاژ

حداکثر دمای مجاز لحیم‌کاری برای این دستگاه 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه است. این با منحنی دمای استاندارد بازجریان بدون سرب (IPC/JEDEC J-STD-020) مطابقت دارد. ملاحظات کلیدی شامل موارد زیر است:

• برای جلوگیری از بلند شدن یا جابجایی قطعه، از طرح پیشنهادی پدهای PCB استفاده کنید.
• از استفاده بیش از حد خمیر لحیم خودداری کنید، زیرا ممکن است منجر به پل زدن بین پایه‌ها یا کاهش فاصله خزشی و اتصال کوتاه شود.
• روش‌های استاندارد مدیریت سطح حساسیت رطوبت (MSL) برای بسته‌بندی پلاستیکی را رعایت کنید. اگر قطعه در معرض رطوبت محیطی بیش از عمر ذخیره‌سازی مجاز آن قرار گرفته باشد، معمولاً نیاز به پخت (Baking) دارد.
• محدوده دمای ذخیره‌سازی از ۵۵- درجه سلسیوس تا ۱۲۵+ درجه سلسیوس است.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

این محصول گزینه‌های بسته‌بندی متنوعی را ارائه می‌دهد تا با مقیاس‌های مختلف تولید سازگار باشد:

• بسته‌بندی تیوبی:100 واحد در هر تیوب (استاندارد یا با گزینه VDE).
• بسته‌بندی رول3000 واحد در هر رول. دو گزینه نوار (TA، TB) ارائه می‌شود که ممکن است در عرض نوار یا جهت قطعات متفاوت باشند. هر دو را می‌توان با گزینه گواهینامه ایمنی VDE ترکیب کرد.

قطعهساختار شماره‌گذاریبه صورت: EL111X(Y)-VG

• EL111:شماره قطعه پایه.
• X:سطوح CTR (0,2,3,4,6,7,8,9).
• Y:گزینه‌های ریلی (TA، TB، یا خالی برای لوله‌ای).
• V:علامت گواهی ایمنی اختیاری VDE.
• G:نشان‌دهنده ساختار بدون هالوژن است.

نشانه‌گذاری دستگاه روی بسته‌بندی شامل سال و کد هفته تولید، شماره دستگاه و نشانگر اختیاری VDE می‌باشد.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

• ماژول‌های ورودی/خروجی کنترلر منطقی برنامه‌پذیر (PLC):جداسازی سیگنال‌های دیجیتال از حسگرها/عملگرهای میدانی از واحد پردازش مرکزی.
• منبع تغذیه سوئیچینگ:ارائه ایزولاسیون فیدبک در توپولوژی‌های مبدل ایزوله مانند فلای‌بک یا دیگران.
• رابط ارتباطی صنعتی:جداسازی خطوط باس سریال RS-485، CAN یا سایرین برای جلوگیری از حلقه‌های زمینی و افزایش مقاومت در برابر نویز.
• تجهیزات پزشکی:جداسازی مدارهای متصل به بیمار از بخش‌های تغذیه‌شده با برق شهر، که در آن جداسازی ایمنی حیاتی است.
• کنترل لوازم خانگی:جداسازی سیگنال میکروکنترلر ولتاژ پایین از مدار موتور AC یا بخاری هدایت شده توسط تریستور در لوازم خانگی مانند فن و بخاری.
• ابزارهای اندازه‌گیری:جداسازی مرحله تنظیم سیگنال آنالوگ از سیستم جمع‌آوری داده.

8.2 ملاحظات طراحی

• محدودیت جریان ورودی:همیشه از یک مقاومت سری برای محدود کردن جریان مستقیم LED (I_F) محدود به مقدار مورد نیاز، محاسبه شده به صورت (ولتاژ منبع - V_F) / I_F. از حداکثر مقادیر مجاز مطلق تجاوز نکنید.
• CTR تضعیف:لطفاً توجه داشته باشید که CTR ممکن است در طول عمر دستگاه کاهش یابد، به ویژه هنگام کار در دمای بالا یا جریان LED بالا. در طراحی‌های حیاتی، باید مقدار اولیه CTR کاهش داده شود.
• تعادل سرعت و جریان:I بالاتر_Fمعمولاً سرعت سوئیچینگ را افزایش می‌دهد اما مصرف توان را بالا برده و ممکن است باعث تسریع در کاهش CTR شود. مقاومت بار R_Lهمچنین بر سرعت سوئیچینگ و دامنه ولتاژ خروجی تأثیر منفی می‌گذارد.
• قابلیت مقاومت در برابر نویز:مقاومت ایزوله بالا و خازن کوپلینگ پایین، حذف مد مشترک خوبی را فراهم می‌کند. برای محیط‌های بسیار پرنویز، اطمینان حاصل کنید که چیدمان تمیز است، زمین‌سازی مناسبی دارد و در نظر داشته باشید که خازن‌های بای‌پس را نزدیک پایه‌های قطعه اضافه کنید.
• استفاده از پایه بیس (پایه 5):باز گذاشتن پایه بیس روش استاندارد است. اتصال یک مقاومت بین بیس و امیتر بهره ترانزیستور نوری را کاهش میدهد، اما با فراهم کردن مسیری برای تخلیه بار ذخیره شده، سرعت کلیدزنی آن (به ویژه زمان خاموش شدن) را به طور قابل توجهی بهبود میبخشد.

9. مقایسه فنی و مزایا

سری EL111X-G با چند ویژگی کلیدی در بازار کوپلرهای نوری متمایز میشود:

• بسته‌بندی SOP با فاصله خزشی طولانی:دستیابی به فاصله خزشی 8 میلی‌متری در ابعاد استاندارد بسته‌بندی SOP، در مقایسه با بسیاری از اپتوکوپلرهای استاندارد SOP با رتبه‌بندی 2500Vrms یا 3750Vrms، رتبه‌بندی عایقی برتر (5000Vrms) ارائه می‌دهد. این امر حاشیه ایمنی را فراهم کرده و الزامات عایقی سخت‌گیرانه‌تر را بدون نیاز به تغییر به بسته‌بندی بزرگتر برآورده می‌کند.
• گواهی‌های ایمنی جامع:این سری گواهی‌های اصلی سازمان‌های بین‌المللی ایمنی (UL، cUL، VDE، SEMKO، NEMKO، DEMKO، FIMKO، CQC) را دریافت کرده است که انطباق جهانی محصول را تسهیل می‌کند.
• انطباق محیط‌زیستی:ساختار بدون هالوژن و مطابق با RoHS، الزامات مقررات محیط‌زیستی و زنجیره تأمین را برآورده می‌کند.
• انتخاب گسترده CTR:سطوح متعدد و به‌وضوح تعریف‌شده‌ی CTR انعطاف‌پذیری لازم را برای طراحان فراهم می‌کند تا بر اساس بهره، توان یا هزینه بهینه‌سازی کنند.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

1. پرسش: هدف از فاصله خزشی طولانی چیست؟
   پاسخ: فاصله خزشی کوتاه‌ترین مسیر بین دو بخش هادی در امتداد سطح عایق بسته‌بندی شده است. فاصله خزشی 8 میلی‌متری طول مسیر شکست برای آلودگی سطحی (گرد و غبار، رطوبت) را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد که برای دستیابی و حفظ رتبه‌بندی ولتاژ ایزوله بالا 5000Vrms بسیار حیاتی است، به ویژه در محیط‌های مرطوب یا آلوده.
2. سوال: چگونه می‌توان رتبه CTR صحیح را انتخاب کرد؟
   پاسخ: بر اساس جریان خروجی مورد نیاز مدار و قابلیت رانش ورودی انتخاب کنید. اگر پین GPIO میکروکنترلر شما فقط می‌تواند جریان 5mA را تأمین کند، یک رتبه CTR بالاتر (مثلاً EL1119) را برای دستیابی به جریان خروجی کافی انتخاب کنید. اگر به بهره‌ای یکنواخت و قابل پیش‌بینی برای سنجش آنالوگ نیاز دارید، رتبه‌ای با محدوده باریک‌تر (مثلاً EL1117) را انتخاب کنید. همیشه به مقادیر حداقل/حداکثر در نقطه کار خاص خود مراجعه کنید.
3. سوال: آیا می‌توانم از آن برای انتقال سیگنال آنالوگ استفاده کنم؟
   پاسخ: بله، اما با ملاحظاتی. پاسخ ترانزیستور نوری کاملاً خطی نیست و CTR با دما و جریان تغییر می‌کند. این قطعه بیشتر برای سیگنال‌های آنالوگ با فرکانس پایین یا آنهایی که به صورت دیجیتالی (مانند PWM) نمایش داده می‌شوند مناسب است. برای جداسازی آنالوگ دقیق، اپتوکوپلر خطی اختصاصی یا تقویت کننده ایزوله مناسب‌تر هستند.
4. سوال: تفاوت بین گزینه‌های نوار حامل TA و TB چیست؟
   پاسخ: برگه‌ی اطلاعات دو نمودار مختلف از ابعاد نوار حامل را نشان می‌دهد. تفاوت اصلی احتمالاً در جهت قطعه درون حفره‌ی نوار حامل ("جهت تغذیه‌ی نوار") است و ممکن است شامل تفاوت در عرض نوار نیز باشد. گزینه‌ی TB دارای بعد Ko برابر با 2.25mm است. برای اطمینان از سازگاری با مونتاژکننده‌ی سطحی خود، با سازنده مشورت کنید یا مشخصات دقیق نوار حامل را بررسی نمایید.
5. پرسش: دما چگونه بر عملکرد تأثیر می‌گذارد؟
   پاسخ: دما عمدتاً بر CTR (که با افزایش دما کاهش می‌یابد) و ولتاژ مستقیم V_FLED ورودی نیز تأثیر می‌گذارد (که آن نیز کاهش می‌یابد). سرعت سوئیچینگ نیز ممکن است تغییر کند. طراحی‌هایی که برای کل محدوده‌ی دمایی 55-°C تا +110°C در نظر گرفته شده‌اند، باید این تغییرات، به ویژه کاهش رتبه CTR، را در نظر بگیرند.

11. نمونه‌های طراحی عملی

سناریو:جداسازی یک سیگنال GPIO میکروکنترلر 3.3V برای کنترل رله 12V در سمت ایزوله. سیم پیچ رله به 30mA برای تحریک نیاز دارد.

مراحل طراحی:

1. انتخاب رتبه CTR:جریان مورد نیاز I_C۳۰ میلی‌آمپر است. میکروکنترلر می‌تواند حدود ۱۰ میلی‌آمپر جریان ارائه دهد. CTR مورد نیاز = (۳۰mA / ۱۰mA) * ۱۰۰٪ = ۳۰۰٪. در I_F=۱۰mA، محدوده CTR برای EL1114 بین ۱۶۰-۳۲۰٪ است. ما EL1114 را انتخاب می‌کنیم، اما باید توجه داشت که در حداقل CTR (۱۶۰٪)، I_C۱۶ میلی‌آمپر خواهد بود که ممکن است کافی نباشد. ممکن است نیاز داشته باشیم LED را با جریان بیشتری راه‌اندازی کنیم، یا رده/قطعه متفاوتی را انتخاب نماییم.
2. محاسبه مجدد با استفاده از EL1119:شرایط تست نامی برای EL1119 به صورت I_F=5mA تعریف شده است. محدوده CTR بین 200-400٪ است. اگر آن را با I_F=7.5mA (در محدوده نامی) راه‌اندازی کنیم، با استفاده از CTR معمولی، می‌توانیم انتظار داشته باشیم که I_Cتقریباً بین 22.5-30mA باشد. این در حالت بحرانی قرار دارد. راه‌حل بهتر استفاده از یک ترانزیستور در خروجی برای راه‌اندازی رله است و تنها از اپتوکوپلر به عنوان جداکننده سطح منطقی استفاده کرد.
3. محاسبه مقاومت ورودی (با استفاده از EL1114، I_F=10mA):فرض کنید V_F~ 1.2V. ولتاژ میکروکنترلر 3.3V است. R_limit= (3.3V - 1.2V) / 0.01A = 210 Ω. از مقاومت استاندارد 200 Ω استفاده کنید.
4. سمت خروجی:کلکتور ترانزیستور نوری را از طریق سیم پیچ رله به منبع تغذیه 12V متصل کنید. امیتر را به زمین وصل کنید. یک دیود هرزگرد را به صورت معکوس در دو سر سیم پیچ رله قرار دهید. هنگامی که ترانزیستور نوری روشن می‌شود، به حالت اشباع می‌رود و V_CE(sat)< 0.4V，将几乎全部的12V电压施加到继电器上。
5. ملاحظات سرعت:سرعت رله پایین است، بنابراین زمان روشن شدن حدود ۴ میکروثانیه‌ای اپتوکوپلر اهمیتی ندارد. نیازی به مقاومت بیس برای افزایش سرعت نیست.

12. اصل کار

کوپلر نوری (اپتوکوپلر) وسیله‌ای است که از نور برای انتقال سیگنال‌های الکتریکی بین دو مدار ایزوله استفاده می‌کند. در سری EL111X-G:

1. جریان به پایه‌های ورودی (1-آند، 2-کاتد) اعمال می‌شود و باعث بایاس مستقیمدیود ساطع‌کننده نور مادون قرمز (IRED).
2. IRED نور مادون قرمز متناسب با جریان مستقیم منتشر می‌کند.
3. این نور از شکاف عایق شفاف (معمولاً پلاستیک قالب‌گیری‌شده) عبور کرده و به سمت خروجی می‌تابد.Silicon phototransistorناحیه پایه.
4. نور فرودی در بیس جفت‌های الکترون-حفره تولید می‌کند و به‌طور مؤثری به عنوان جریان بیس عمل می‌کند. این امر منجر به هدایت فوتوترانزیستور بین کلکتور (پین 4) و امیتر (پین 3) می‌شود.
5. جریان خروجی کلکتور تولیدشده (I_C) تقریباً با جریان ورودی LED (I_Fمتناسب است، ثابت تناسب نسبت انتقال جریان (CTR) است.
6. نکته کلیدی این است که تنها اتصال بین ورودی و خروجی پرتو نور است؛ هیچ مسیر هدایت الکتریکی وجود ندارد. این امر ایزولاسیون گالوانیک را فراهم میکند و ولتاژهای بالا، اختلاف پتانسیل زمین و نویز را مسدود مینماید.

13. روندهای فناوری

فناوری کوپلرهای نوری با نیازهای سیستم در حال تکامل است:

• سرعت بالاتر:نیاز به ایزولاسیون دیجیتال سریع‌تر در درایوهای موتور، ارتباطات و ADC، توسعه کوپلرهای نوری با زمان‌های سوئیچینگ سریع‌تر (در حد نانوثانیه) و قابلیت تحمل نویز حالت مشترک (CMTI) بالاتر را پیش برده است.
• یکپارچه‌سازی:روندی به سوی ادغام قابلیت‌های اضافی وجود دارد، مانند درایور گیت برای IGBT/MOSFET، تقویت‌کننده خطا برای منابع تغذیه، و حتی ایزولاتورهای دیجیتال چندکاناله در یک بسته.
• افزایش قابلیت اطمینان و طول عمر:تمرکز بر مواد و طراحی برای کاهش افت CTR در بلندمدت، به ویژه برای کاربردهای صنعتی و خودرویی با دمای بالا.
• مینیاتوری‌سازی:در حالی که رتبه‌بندی ایزولاسیون حفظ یا بهبود می‌یابد، اندازه بسته‌بندی به طور مداوم در حال کاهش است (به عنوان مثال، SOP فوق‌العاده کوچک، بسته‌بندی در سطح ویفر) تا فضای برد مدار صرفه‌جویی شود.
• فناوری‌های جایگزین:کوپلرهای نوری با رقابت از سوی فناوری‌های ایزوله دیگر مانند ایزوله‌های خازنی (با استفاده از مانع SiO2) و ایزوله‌های مغناطیسی (بر پایه ترانسفورماتور) مواجه هستند که می‌توانند سرعت بالاتر، مصرف توان کمتر و یکپارچگی بهتری ارائه دهند. با این حال، به دلیل سادگی، قابلیت ولتاژ بالا، قابلیت اطمینان قابل درک آسان و مقرون‌به‌صرفه بودن برای نیازهای سرعت استاندارد، کوپلرهای نوری همچنان در بسیاری از کاربردها غالب هستند.

سری EL111X-G بر دستیابی به ولتاژ ایزوله بالا در بسته‌بندی فشرده و سازگار با محیط زیست تمرکز دارد و نیاز مداوم به ایزوله سیگنال قابل اعتماد و دارای گواهی ایمنی را در طیف گسترده‌ای از کاربردهای صنعتی و مصرفی برآورده می‌کند.