8-पिन SOP 3.3V ड्यूल चैनल हाई स्पीड 15Mbit/s लॉजिक गेट फोटोकपलर EL083L EL086L सीरीज़ डेटाशीट - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

EL08XL सीरीज़ आधुनिक डिजिटल इन्सुलेशन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए ड्यूल-चैनल, हाई-स्पीड लॉजिक गेट फोटोकपलर (ऑप्टो-आइसोलेटर) के एक परिवार का प्रतिनिधित्व करती है। ये उपकरण एक कॉम्पैक्ट 8-पिन स्मॉल आउटलाइन पैकेज (SOP) के भीतर एक CMOS डिटेक्टर इंटीग्रेटेड सर्किट से ऑप्टिकली कपल्ड एक इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड को एकीकृत करते हैं। प्राथमिक कार्य इनपुट और आउटपुट सर्किट के बीच गैल्वेनिक इन्सुलेशन प्रदान करते हुए न्यूनतम विरूपण के साथ हाई-स्पीड डिजिटल सिग्नल संचारित करना है।

इस श्रृंखला का मुख्य लाभ इसके उच्च-गति प्रदर्शन (प्रति सेकंड 15 मेगाबिट्स तक), कम वोल्टेज 3.3V और 5V CMOS लॉजिक परिवारों के साथ संगतता, और मजबूत इन्सुलेशन विशेषताओं के संयोजन में निहित है। ये उपकरण मांग वाले अनुप्रयोगों में पल्स ट्रांसफार्मर और अन्य इन्सुलेशन विधियों को प्रतिस्थापित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जो एक विश्वसनीय, कॉम्पैक्ट और सतह-माउंटेबल समाधान प्रदान करते हैं। लक्षित बाजारों में औद्योगिक स्वचालन, दूरसंचार, बिजली आपूर्ति नियंत्रण, कंप्यूटर परिधीय उपकरण, और किसी भी प्रणाली को शामिल किया गया है जिसे वोल्टेज डोमेन में शोर-प्रतिरक्षित डेटा संचरण की आवश्यकता होती है।

2. तकनीकी पैरामीटर गहन विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

उपकरण को परिभाषित सीमाओं के भीतर विश्वसनीय संचालन के लिए निर्दिष्ट किया गया है। प्रमुख पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स में शामिल हैं: इनपुट LED के लिए 20 mA का फॉरवर्ड करंट (I_F), 5V का रिवर्स वोल्टेज (V_R), और इनपुट के लिए 35 mW और आउटपुट के लिए 85 mW की पावर डिसिपेशन सीमाएं। सप्लाई वोल्टेज (V_CC) और आउटपुट वोल्टेज (V_O) 5.5V से अधिक नहीं होना चाहिए। एक महत्वपूर्ण पैरामीटर 3750 V_ISOrms_{का इन्सुलेशन वोल्टेज (V}) है जो एक मिनट के लिए, विशिष्ट आर्द्रता परिस्थितियों में इनपुट और आउटपुट पिनों को अलग-अलग शॉर्ट करके परीक्षण किया जाता है। ऑपरेटिंग तापमान सीमा -40°C से +85°C तक है।

2.2 विद्युत विशेषताएँ

विस्तृत DC पैरामीटर सिस्टम डिज़ाइन के साथ संगतता सुनिश्चित करते हैं। इनपुट LED का 8mA पर विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) 1.4V है, जिसका अधिकतम मान 1.8V है। आउटपुट विशेषताओं को 3.3V और 5V दोनों सप्लाई ऑपरेशन के लिए परिभाषित किया गया है। हाई-लेवल आउटपुट वोल्टेज (V_OH) V_CC(न्यूनतम) के 1V के भीतर होने की गारंटी है जब 4mA सिंक कर रहा हो। लो-लेवल आउटपुट वोल्टेज (V_OL) आम तौर पर 0.21V (3.3V) या 0.17V (5V) होता है जब इनपुट LED को 8mA पर ड्राइव करते हुए 4mA सोर्स कर रहा हो, जो मजबूत लॉजिक स्तर सुनिश्चित करता है। एक वैध लो आउटपुट के लिए इनपुट थ्रेशोल्ड करंट (I_FT) आम तौर पर 2.5 mA है, जिसका अधिकतम मान 5 mA है।

2.3 स्विचिंग विशेषताएँ

यह खंड गतिशील प्रदर्शन को परिभाषित करता है। प्रोपेगेशन डिले टाइम (t_PHLऔर t_PLH) 3.3V सप्लाई के लिए आम तौर पर 38-41 ns और 5V सप्लाई के लिए 35-46 ns होते हैं, जिनका अधिकतम मान निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों (I_F=8mA, C_L=15pF) के तहत 60 ns है। पल्स चौड़ाई विरूपण (|t_PHL– t_PLH|), जो सिग्नल अखंडता को प्रभावित करता है, आम तौर पर 6-8 ns होता है जिसका अधिकतम मान 30 ns है। आउटपुट राइज और फॉल टाइम (t_r, t_f) आम तौर पर 5.5-6 ns होते हैं। एक प्रमुख अंतर कॉमन मोड ट्रांजिएंट इम्यूनिटी (CMTI) है। EL086L वेरिएंट हाई और लो दोनों आउटपुट स्थितियों के लिए न्यूनतम 10,000 V/µस की गारंटी देता है, जबकि EL083L 5,000 V/µस की गारंटी देता है। यह पैरामीटर तेजी से बदलती ग्राउंड क्षमता वाले शोर भरे वातावरण में महत्वपूर्ण है।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट विशिष्ट इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषता वक्रों का संदर्भ देती है। हालांकि प्रदान किए गए पाठ में विशिष्ट ग्राफ़ विस्तृत नहीं हैं, ऐसे वक्र आम तौर पर इनपुट LED के लिए फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज के बीच संबंध, तापमान बनाम प्रोपेगेशन डिले, और कॉमन-मोड ट्रांजिएंट इम्यूनिटी प्रदर्शन को दर्शाते हैं। ये वक्र डिजाइनरों के लिए गैर-मानक परिस्थितियों में उपकरण के व्यवहार को समझने और गति, शक्ति और विश्वसनीयता के लिए ऑपरेटिंग पॉइंट को अनुकूलित करने के लिए आवश्यक हैं।

4. यांत्रिक और पैकेज सूचना

4.1 पैकेज आयाम

उपकरण एक 8-पिन SOP पैकेज में रखा गया है। आयामीय चित्र PCB फुटप्रिंट डिज़ाइन के लिए महत्वपूर्ण माप प्रदान करता है, जिसमें समग्र पैकेज लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, लीड पिच (आम तौर पर 1.27mm), और लीड आयाम शामिल हैं। उचित सोल्डरिंग और यांत्रिक फिट के लिए इन आयामों का पालन आवश्यक है।

4.2 पिन कॉन्फ़िगरेशन और ध्रुवता

पिनआउट इस प्रकार है: पिन 1 (एनोड 1), पिन 2 (कैथोड 1), पिन 3 (कैथोड 2), पिन 4 (एनोड 2), पिन 5 (ग्राउंड), पिन 6 (V_OUT2), पिन 7 (V_OUT1), पिन 8 (V_CC)। यह कॉन्फ़िगरेशन दो स्वतंत्र चैनलों का समर्थन करता है। उपकरण क्षति को रोकने के लिए इनपुट LED (एनोड/कैथोड) और आउटपुट सप्लाई (V_CC/GND) के लिए सही ध्रुवता कनेक्शन अनिवार्य है।

4.3 अनुशंसित PCB पैड लेआउट

एक सुझाया गया सतह-माउंट पैड लेआउट प्रदान किया गया है। नोट इस बात पर जोर देता है कि यह एक संदर्भ डिज़ाइन है और इसे विशिष्ट PCB निर्माण प्रक्रियाओं और थर्मल आवश्यकताओं के आधार पर संशोधित किया जाना चाहिए। पैड डिज़ाइन का उद्देश्य रीफ्लो सोल्डरिंग के बाद विश्वसनीय सोल्डर फिलेट और यांत्रिक शक्ति सुनिश्चित करना है।

5. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स 10 सेकंड के लिए 260°C के सोल्डरिंग तापमान (T_SOL) को निर्दिष्ट करती हैं। यह विशिष्ट लीड-फ्री रीफ्लो प्रोफाइल के साथ संरेखित होता है। थर्मल क्षति से बचने के लिए विशिष्ट PCB असेंबली के लिए अनुशंसित रीफ्लो प्रोफाइल का पालन करना महत्वपूर्ण है। उपयोग से पहले सोल्डरबिलिटी बनाए रखने के लिए उपकरण को उपयुक्त परिस्थितियों (T_STG: -55°C से +125°C) में संग्रहीत किया जाना चाहिए।

6. अनुप्रयोग सुझाव

6.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

सूचीबद्ध प्राथमिक अनुप्रयोग लाइन रिसीवर, डेटा ट्रांसमिशन सिस्टम, डेटा मल्टीप्लेक्सिंग, स्विचिंग पावर सप्लाई फीडबैक इन्सुलेशन, पल्स ट्रांसफार्मर प्रतिस्थापन, कंप्यूटर परिधीय इंटरफेस, और हाई-स्पीड लॉजिक ग्राउंड इन्सुलेशन हैं। एक विशिष्ट सर्किट में, इनपुट साइड को I_Fसेट करने के लिए एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से एक लॉजिक सिग्नल द्वारा ड्राइव किया जाता है। आउटपुट साइड को एक बाईपास कैपेसिटर (0.1µF या अधिक, अच्छी हाई-फ़्रीक्वेंसी विशेषताओं के साथ) की आवश्यकता होती है जो V_CCऔर GND पिनों के बीच यथासंभव निकट से जुड़ा हो ताकि स्थिर संचालन सुनिश्चित हो और शोर कम से कम हो।

6.2 डिज़ाइन विचार

• पावर सप्लाई डिकपलिंग:आउटपुट साइड पर एक स्थानीय बाईपास कैपेसिटर का अनिवार्य उपयोग निर्दिष्ट उच्च-गति प्रदर्शन और शोर के प्रति प्रतिरक्षा प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है।
• इनपुट करंट सेटिंग:फॉरवर्ड करंट (I_F) को आवश्यक गति और गारंटीकृत I_FTके आधार पर सेट किया जाना चाहिए। अनुशंसित 8mA पर संचालन उचित शोर मार्जिन और स्विचिंग गति सुनिश्चित करता है।
• लोड विचार:आउटपुट 10 मानक CMOS लोड तक ड्राइव कर सकता है। डेटाशीट V_O/V_OHके लिए I_OL.
• = ±4mA के साथ परीक्षण स्थितियों को निर्दिष्ट करती है।चैनल चयन:

अनुप्रयोग के विद्युत शोर वातावरण के आधार पर EL083L (5kV/µस CMTI) और EL086L (10kV/µस CMTI) के बीच चयन करें।

7. तकनीकी तुलना और विभेदन

EL08XL सीरीज़ एक मानक SOP-8 पैकेज में अपने ड्यूल-चैनल डिज़ाइन के माध्यम से स्वयं को अलग करती है, जो दो सिंगल-चैनल उपकरणों की तुलना में बोर्ड स्थान बचत प्रदान करती है। 3.3V/5V पर गारंटीकृत 15Mbit/s गति आधुनिक डिजिटल इंटरफेस के लिए एक प्रमुख प्रदर्शन मार्कर है। उच्च कॉमन मोड ट्रांजिएंट इम्यूनिटी, विशेष रूप से EL086L की 10kV/µस रेटिंग, मानक ऑप्टोकपलर की तुलना में उच्च-शोर औद्योगिक और बिजली रूपांतरण वातावरण में श्रेष्ठ प्रदर्शन प्रदान करती है। हैलोजन-मुक्त, RoHS, REACH, और प्रमुख अंतरराष्ट्रीय सुरक्षा मानकों (UL, cUL, VDE, आदि) के अनुपालन से यह वैश्विक बाजारों के लिए उपयुक्त है।

8. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी पैरामीटर के आधार पर)

प्रश्न: क्या मैं आउटपुट के लिए 5V सप्लाई का उपयोग कर सकता हूँ यदि मेरी लॉजिक 3.3V है?_CCउत्तर: आउटपुट स्टेज 3.3V और 5V CMOS स्तरों दोनों के साथ संगत है। हालाँकि, आपको यह सुनिश्चित करना होगा कि यदि आप 5V V_OHका उपयोग करते हैं तो प्राप्त करने वाला लॉजिक उपकरण 5V सहिष्णु है। V

लगभग 5V के निकट होगा।

प्रश्न: CMTI विनिर्देश का उद्देश्य क्या है?

उत्तर: CMTI इनपुट और आउटपुट ग्राउंड के बीच तेज वोल्टेज ट्रांजिएंट को अस्वीकार करने की उपकरण की क्षमता को मापता है। एक उच्च CMTI (जैसे, 10kV/µस) इन ट्रांजिएंट को गलत आउटपुट स्विचिंग का कारण बनने से रोकता है, जो मोटर ड्राइव, बिजली आपूर्ति, और औद्योगिक PLC में महत्वपूर्ण है।

प्रश्न: इनपुट श्रृंखला रोकनेवाला की गणना कैसे करूं?_{उत्तर: R}श्रृंखला_{= (V}ड्राइवर_F- V_F) / I_F. डेटाशीट से V_F(अधिकतम 1.8V) का उपयोग करें और I

(उदाहरण के लिए, पूर्ण प्रदर्शन के लिए 8mA) चुनें। सुनिश्चित करें कि ड्राइवर आवश्यक करंट सोर्स कर सकता है।

प्रश्न: क्या आउटपुट पर बाहरी पुल-अप/पुल-डाउन की आवश्यकता है?

उत्तर: नहीं। आउटपुट एक सक्रिय CMOS पुश-पुल स्टेज है, जो सोर्सिंग और सिंकिंग दोनों करंट क्षमता प्रदान करता है।

9. व्यावहारिक डिज़ाइन केसपरिदृश्य:

एक शोर भरी मोटर कंट्रोल बोर्ड पर एक माइक्रोकंट्रोलर और एक स्वच्छ लॉजिक बोर्ड पर एक संचार मॉड्यूल के बीच एक 3.3V UART (115200 बॉड) सिग्नल को अलग करना।कार्यान्वयन:_FEL086L के एक चैनल का उपयोग करें। माइक्रोकंट्रोलर साइड पर, TX पिन को एक 180Ω रेसिस्टर (3.3V ड्राइवर के साथ ~8mA I_CCके लिए) के माध्यम से फोटोकपलर इनपुट (एनोड) से कनेक्ट करें। कैथोड को ग्राउंड से कनेक्ट करें। अलग किए गए साइड पर, संचार मॉड्यूल की सप्लाई से 3.3V के साथ V_CCपिन (पिन 8) को पावर दें। पिन 8 (V_{) और पिन 5 (GND) के बीच सीधे एक 0.1µF सिरेमिक कैपेसिटर रखें। आउटपुट (पिन 7, V}OUT1

) को संचार मॉड्यूल के RX पिन से कनेक्ट करें। EL086L की उच्च CMTI मोटर ड्राइवर से ग्राउंड शोर के बावजूद डेटा अखंडता सुनिश्चित करती है।

10. संचालन सिद्धांत

उपकरण ऑप्टिकल इन्सुलेशन के सिद्धांत पर काम करता है। इनपुट इन्फ्रारेड लाइट एमिटिंग डायोड (LED) पर लगाया गया एक विद्युत प्रवाह इसे प्रकाश उत्सर्जित करने का कारण बनता है। यह प्रकाश एक ऑप्टिकली पारदर्शी इन्सुलेशन बाधा (आम तौर पर एक ढाला हुआ पॉलिमर) से होकर गुजरता है। दूसरी ओर, एक एकल पत्थर CMOS एकीकृत सर्किट फोटोडिटेक्टर प्राप्त प्रकाश तीव्रता को वापस एक विद्युत सिग्नल में परिवर्तित करता है। यह CMOS IC एक स्वच्छ डिजिटल तरंगरूप उत्पन्न करने के लिए प्रवर्धन, आकार देने, और एक पुश-पुल आउटपुट स्टेज शामिल करता है। ऑप्टिकल पथ गैल्वेनिक इन्सुलेशन प्रदान करता है, क्योंकि इनपुट और आउटपुट के बीच कोई विद्युत कनेक्शन नहीं है, केवल एक प्रकाश किरण है।

11. उद्योग के रुझान₂डिजिटल इन्सुलेशन में रुझान उच्च गति, कम बिजली की खपत, छोटे पैकेज, और उच्च एकीकरण की ओर है। जबकि इस श्रृंखला जैसे पारंपरिक ऑप्टोकपलर अपनी सरलता और उच्च इन्सुलेशन वोल्टेज के लिए लोकप्रिय बने हुए हैं, कैपेसिटिव (SiO