Dokumen Teknikal EL847 - Fotokopel 4-Saluran 16-Pin DIP - Penebatan 5000Vrms - CTR 50-600%

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Siri EL847 mewakili keluarga fotokopel fototransistor empat-saluran yang dibungkus dalam pakej Dual In-line (DIP) 16-pin standard. Setiap saluran mengintegrasikan diod pemancar inframerah yang digandingkan secara optik kepada pengesan fototransistor, menyediakan penebatan elektrik yang kukuh antara litar input dan output. Peranti ini direka untuk penghantaran isyarat yang boleh dipercayai dalam persekitaran di mana perbezaan keupayaan dan kekebalan bunyi adalah kebimbangan kritikal.

Fungsi terasnya adalah untuk memindahkan isyarat elektrik menggunakan cahaya, seterusnya mencapai penebatan galvanik. Ini menghalang gelung bumi, menyekat bunyi, dan melindungi litar sensitif daripada transien voltan tinggi. Siri ini boleh didapati dalam kedua-dua pilihan bentuk pin DIP standard (lubang tembus) dan permukaan (SMD), menawarkan fleksibiliti untuk proses pemasangan PCB yang berbeza.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Had Maksimum Mutlak

Had-had ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah keadaan ini tidak dijamin.

• Arus Hadapan Input (I_F)F): 60 mA (Berterusan). Ini adalah arus DC maksimum yang boleh dikenakan pada LED input.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP)FP): 1 A untuk 1 μs denyut. Membenarkan denyut arus tinggi yang singkat untuk pemacu atau ujian.
• Voltan Songsang (V_R)R): 6 V. Voltan pincang songsang maksimum yang boleh ditahan oleh LED input.
• Voltan Pemungut-Pemancar (V_CEO)CEO): 80 V. Voltan maksimum yang boleh disekat oleh fototransistor output apabila ditutup.
• Arus Pemungut (I_C)C): 50 mA. Arus berterusan maksimum yang boleh disalurkan oleh transistor output.
• Voltan Penebatan (V_ISO)ISO): 5000 V_rmsselama 1 minit. Parameter keselamatan utama yang menunjukkan kekuatan dielektrik antara bahagian input dan output.
• Suhu Operasi (T_OPR)A): -55°C hingga +110°C. Menentukan julat suhu ambien untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Suhu Pateri (T_SOL)S): 260°C selama 10 saat. Mentakrifkan toleransi profil pateri refluks.

2.2 Ciri-Ciri Elektro-Optik

Parameter ini mentakrifkan prestasi peranti di bawah keadaan operasi biasa (T_AA = 25°C melainkan dinyatakan).

2.2.1 Ciri-Ciri Input (Bahagian LED)

• Voltan Hadapan (V_F)F): Biasanya 1.2V, maksimum 1.4V pada I_FF = 20 mA. Digunakan untuk mengira perintang pembatas arus yang diperlukan.
• Arus Songsang (I_R)R): Maksimum 10 μA pada V_RR = 4V. Menunjukkan kebocoran yang sangat rendah apabila LED dipincang songsang.
• Kapasitan Input (C_in)): Biasanya 30 pF, maksimum 250 pF. Mempengaruhi keupayaan pensuisan frekuensi tinggi di bahagian input.

2.2.2 Ciri-Ciri Output (Bahagian Fototransistor)

• Arus Gelap Pemungut-Pemancar (I_CEO)CEO): Maksimum 100 nA pada V_CECEO = 20V, I_FF = 0mA. Arus bocor apabila LED dimatikan; nilai yang lebih rendah adalah lebih baik untuk kekebalan bunyi.
• Voltan Pecahan Pemungut-Pemancar (BV_CEO)CEO): Minimum 80V pada I_CC = 0.1mA. Mengesahkan keupayaan penyekatan voltan tinggi.
• Voltan Ketepuan Pemungut-Pemancar (V_CE(sat))): Biasanya 0.1V, maksimum 0.2V pada I_FC = 20mA, I_CF = 1mA. Susut voltan merentasi transistor apabila ia dihidupkan sepenuhnya (tepu). Nilai rendah adalah diingini untuk mengurangkan kehilangan kuasa.

2.2.3 Ciri-Ciri Pemindahan

• Nisbah Pemindahan Arus (CTR)): 50% hingga 600% pada I_FF = 5mA, V_CECE = 5V. Ini adalah parameter paling kritikal, ditakrifkan sebagai (I_CC / I_FF) * 100%. Ia mewakili kecekapan menukar arus input kepada arus output. Julat yang luas menunjukkan peranti boleh didapati dalam bin gandaan yang berbeza.
• Rintangan Penebatan (R_IO)ISO): Minimum 5 x 10¹⁰10 Ω pada V_IOISO = 500V DC. Rintangan yang sangat tinggi antara bahagian terpencil, memastikan kebocoran minima.
• Kapasitan Terapung (C_IO)IO): Biasanya 0.6 pF, maksimum 1.0 pF. Kapasitan parasit merentasi halangan penebatan, yang mempengaruhi kekebalan transien mod sepunya dan gandingan bunyi frekuensi tinggi.
• Frekuensi Potong (f_c)C): Biasanya 80 kHz pada V_CECE = 5V, I_CF = 2mA, R_LL = 100Ω. Lebar jalur -3dB, menunjukkan frekuensi isyarat digital berguna maksimum.
• Masa Naik (t_rr) & Masa Jatuh (t_f)f): Biasanya 6 μs dan 8 μs masing-masing (maks 18 μs setiap satu) di bawah keadaan ujian yang ditentukan. Parameter kelajuan pensuisan ini adalah penting untuk menentukan kadar data maksimum dalam aplikasi digital.

3. Analisis Lengkung Prestasi

Dokumen data termasuk lengkung ciri tipikal (walaupun tidak terperinci dalam teks yang disediakan). Ini biasanya akan menggambarkan hubungan antara parameter utama, memberikan pereka pemahaman yang lebih mendalam tentang tingkah laku peranti di luar nilai min/tip/maks yang ditabulasi.

• CTR vs. Arus Hadapan (I_F)F): Menunjukkan bagaimana kecekapan berubah dengan arus pemacu, selalunya memuncak pada I_F.
• F tertentu.CTR vs. Suhu
• : Menggambarkan pekali suhu negatif CTR, yang biasanya berkurangan apabila suhu meningkat. Ini adalah kritikal untuk mereka bentuk litar yang stabil sepanjang julat suhu penuh._CArus Output (I_CE)C) vs. Voltan Pemungut-Pemancar (V
• CE): Keluarga lengkung yang menunjukkan ciri output fototransistor untuk arus input yang berbeza, serupa dengan lengkung output transistor dwikutub._{Voltan Ketepuan (V}CE(sat)_C)) vs. Arus Pemungut (I

C): Menunjukkan bagaimana susut voltan keadaan hidup meningkat dengan arus beban.

4. Maklumat Mekanikal & Pakej

4.1 Dimensi Pakej

1. Peranti ditawarkan dalam dua pilihan bentuk pin utama:Jenis DIP Standard
2. : Pakej lubang tembus dengan 16 pin pada padang 2.54mm (100-mil). Lukisan dimensi terperinci menentukan panjang, lebar, tinggi badan, panjang pin, dan jarak.Jenis Pilihan S (Permukaan)

: Bentuk pin sayap camar untuk pemasangan SMD. Dimensi termasuk cadangan tapak kaki untuk reka bentuk corak tanah PCB.Ciri mekanikal berkaitan keselamatan utama ialahjarak rayapan

>7.62 mm antara bahagian input dan output pakej. Ini adalah jarak terpendek di sepanjang permukaan pakej penebat antara bahagian konduktif dan adalah penting untuk memenuhi piawaian keselamatan untuk voltan penebatan tinggi.

4.2 Konfigurasi Pin dan Gambarajah

• Konfigurasi pin adalah mudah dan konsisten merentasi semua saluran:
• Pin 1, 3, 5, 7: Anod untuk Saluran 1-4 masing-masing.
• Pin 2, 4, 6, 8: Katod untuk Saluran 1-4 masing-masing.
• Pin 9, 11, 13, 15: Pemancar untuk Saluran 1-4 masing-masing.

Pin 10, 12, 14, 16: Pemungut untuk Saluran 1-4 masing-masing.

Susunan ini mengumpulkan semua input di satu sisi (pin 1-8) dan semua output di sisi bertentangan (pin 9-16), mengukuhkan halangan penebatan secara fizikal.

4.3 Tanda Peranti

Peranti ditanda di bahagian atas dengan "EL847" (nombor peranti), diikuti dengan kod tahun 1 digit (Y), kod minggu 2 digit (WW), dan akhiran pilihan "V" yang menunjukkan kelulusan VDE untuk unit tersebut.

5. Garis Panduan Pateri & Pemasangan

5.1 Profil Pateri Refluks

• Dokumen data menyediakan profil refluks terperinci yang mematuhi IPC/JEDEC J-STD-020D untuk pateri bebas plumbum:Pra-panas
• : 150°C hingga 200°C dalam 60-120 saat._LMasa Melebihi Cecair (TAL=217°C)
• : 60-100 saat._P)Suhu Puncak (T
• P): 260°C maksimum.Masa dalam 5°C dari Puncak
• : 30 saat maksimum.Kadar Cerun Naik Maksimum_{: 3°C/saat dari T}smax_p.
• ke TP.
• Kadar Cerun Turun Maksimum: 6°C/saat.
• Masa Kitaran Keseluruhan: 8 minit maksimum dari 25°C ke puncak.

Bilangan Refluks

: Peranti boleh menahan sehingga 3 kitaran refluks.

Pematuhan kepada profil ini adalah kritikal untuk mengelakkan retak pakej, pengelupasan, atau kerosakan pada die dalaman dan ikatan wayar disebabkan oleh tekanan haba.6. Pembungkusan & Maklumat Pesanan.

• XSiri EL847 dipesan menggunakan format nombor bahagian:
• VEL847X-V

X: Pilihan bentuk pin. "S" untuk permukaan, kosong (tiada) untuk DIP standard.V: Akhiran pilihan menunjukkan kelulusan keselamatan VDE disertakan untuk unit tertentu itu.

Pembungkusan

: Kedua-dua varian dibekalkan dalam tiub yang mengandungi 20 unit setiap satu.

7. Cadangan Aplikasi

1. 7.1 Litar Aplikasi TipikalEL847 adalah serba boleh dan boleh digunakan dalam pelbagai konfigurasi:
2. Penebatan Isyarat Digital: Sambungkan LED input secara bersiri dengan perintang pembatas arus ke pin GPIO mikropengawal. Pemungut output boleh ditarik ke voltan logik bahagian terpencil melalui perintang. Pemancar biasanya dibumikan. Ini menyediakan penghantaran isyarat ON/OFF yang kebal bunyi, seperti dalam modul I/O PLC.
3. Penebatan Isyarat Analog (Mod Linear): Dengan mengendalikan fototransistor dalam kawasan linearnya (tidak tepu), arus output boleh dibuat secara kasar berkadar dengan arus LED input. Ini memerlukan pincangan yang berhati-hati dan tertakluk kepada variasi CTR dan hanyutan suhu. Ia sering digunakan untuk penebatan analog lebar jalur rendah, ketepatan rendah.

Memacu Beban Kecil

• : Output boleh memacu beban kecil seperti geganti, LED, atau pemacu optotriak secara langsung, dengan syarat had arus pemungut dan voltan tidak dilampaui.7.2 Pertimbangan Reka Bentuk & Amalan Terbaik_FPemilihan CTR dan Reka Bentuk Litar_L: Julat CTR yang luas (50-600%) memerlukan reka bentuk yang berhati-hati. Untuk pensuisan digital, pilih bin CTR yang menjamin ketepuan transistor output pada CTR minimum yang ditentukan dengan I_CF dan perintang beban (R_{L) yang anda pilih. Keadaan I}C = CTR_Fmin_CC* I_LF mesti lebih besar daripada V
• CC /RL untuk memastikan ketepuan._FPertukaran Kelajuan vs. Arus_r: I_fF yang lebih tinggi secara amnya meningkatkan kelajuan pensuisan (mengurangkan t_Fr/t
• f) tetapi mengurangkan CTR dari masa ke masa disebabkan penuaan LED. Reka bentuk harus menggunakan IF terendah yang memenuhi keperluan kelajuan dan kekebalan bunyi._IOKekebalan Bunyi dan Pintasan
• : Untuk meningkatkan kekebalan transien mod sepunya (CMTI), gunakan kapasitor pintasan (cth., 0.1 μF) antara bekalan dan bumi di kedua-dua bahagian input dan output, diletakkan sedekat mungkin dengan pin peranti. Ini membantu mengatasi kesan kapasitan gandingan dalaman (CIO)._TOTPelesapan Haba_F: Perhatikan had pelesapan kuasa keseluruhan (P_FD = 200 mW). Kuasa dikira sebagai (I_CF * V_CEF) di bahagian input ditambah (I

C * V

CE) di bahagian output.

• 8. Perbandingan Teknikal & Kelebihan Utama_{EL847 membezakan dirinya dalam pasaran melalui beberapa ciri utama:})Voltan Penebatan Tinggi (5000 V
• rms): Melebihi keperluan banyak aplikasi kawalan industri dan bekalan kuasa, menyediakan margin keselamatan yang ketara.
• Julat Suhu Operasi Luas (-55°C hingga +110°C): Sesuai untuk persekitaran industri dan automotif yang keras di mana suhu melampau adalah biasa.
• Kelulusan Keselamatan Komprehensif: Kelulusan UL, cUL, VDE, SEMKO, NEMKO, DEMKO, FIMKO, dan CQC memudahkan proses memasukkan peranti ke dalam produk akhir yang memerlukan pensijilan untuk pelbagai pasaran global.
• Empat Saluran dalam Satu Pakej: Menawarkan penjimatan ruang papan dan kecekapan kos berbanding menggunakan empat fotokopel saluran tunggal untuk tugas penebatan pelbagai isyarat.

Pilihan Pakej Dual

: Ketersediaan dalam kedua-dua bentuk lubang tembus (DIP) dan permukaan (SMD) memberikan fleksibiliti untuk kedua-dua prototaip dan pemasangan automatik volum tinggi.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)_{Q1: Bagaimana saya memilih perintang pembatas arus yang betul untuk LED input?}A1: Gunakan formula: R_limit= (V_Fsupply_F- V_FF) / I_FF. Gunakan V_FF maksimum dari dokumen data (1.4V) untuk reka bentuk kes terburuk untuk memastikan I

F tidak dilampaui. Pilih I

F berdasarkan CTR dan kelajuan yang diperlukan; 5-20 mA adalah tipikal._FQ2: Litar saya tidak beralih sepenuhnya. Voltan output tidak cukup rendah. Apa yang salah?_LA2: Fototransistor berkemungkinan tidak memasuki ketepuan. Ini biasanya isu CTR. Sahkan bahawa reka bentuk anda menggunakan CTR minimum (50%) untuk pengiraan. Tingkatkan I_CF atau tingkatkan nilai perintang tarik atas R_{L pada pemungut untuk mengurangkan I}C yang diperlukan untuk ketepuan (I_CCC(sat)_L≈ V

CC /R

L).

Q3: Bolehkah saya menggunakan ini untuk mengasingkan isyarat analog seperti output penderia?

A3: Ia mungkin tetapi mencabar. Kelinearan fototransistor adalah lemah, dan CTR berbeza dengan ketara dengan suhu dan antara peranti. Untuk penebatan analog yang tepat, penguat penebatan khusus atau fotokopel linear (yang termasuk maklum balas untuk mengimbangi ketaklinearan) sangat disyorkan._{Q4: Apakah kepentingan jarak rayapan >7.62 mm?}.

A4: Rayapan adalah laluan terpendek di sepanjang permukaan pakej penebat antara bahagian konduktif (cth., pin input 1 dan pin output 9). Jarak rayapan yang lebih panjang menghalang penjejakan permukaan (lengkungan merentasi permukaan disebabkan pencemaran atau kelembapan) dan adalah keperluan wajib untuk pensijilan keselamatan pada voltan penebatan tinggi seperti 5000 V

rms

1. .10. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal
2. Senario: Mengasingkan empat isyarat kawalan digital dari mikropengawal kepada pemacu aktuator industri 24V.:
   • Keperluan: Frekuensi isyarat < 1 kHz, kekebalan bunyi tinggi, penebatan untuk keselamatan dan pencegahan gelung bumi.
   • Pilihan Reka BentukPeranti_F: EL847 (DIP Standard)._{Bahagian Input}: GPIO Mikropengawal (3.3V, mampu 20mA). Pilih I
   • F = 10 mA untuk kelajuan dan jangka hayat yang baik. Rlimit_L= (3.3V - 1.4V) / 0.01A = 190Ω. Gunakan perintang standard 200Ω._{Bahagian Output}: Pemacu aktuator menjangkakan logik tinggi 24V, ditarik ke bumi untuk ON. Sambungkan pemungut ke bekalan 24V melalui perintang tarik atas. Pilih R_LL untuk memastikan ketepuan pada CTR minimum. Diperlukan I_C(sat)> 24V / R_FL. Dengan CTR_Cmin_L=50% dan I_{F=10mA, I}C >= 5mA. Oleh itu, R
   • L mesti < 24V / 0.005A = 4.8 kΩ. Perintang 3.3 kΩ dipilih, memberikan IC(sat)
3. ≈ 7.3mA, yang berada dalam had 50mA peranti dan memberikan margin yang baik.Pintasan

: Tambah kapasitor seramik 0.1 μF antara Pin 10 (Pemungut 1) dan Pin 9 (Pemancar 1), dan begitu juga untuk saluran lain, untuk meningkatkan kekebalan bunyi.

Keputusan_F: Antara muka yang kukuh, terpencil secara elektrik, mampu menghantar isyarat kawalan dengan boleh dipercayai dalam persekitaran industri yang bising secara elektrik._C11. Prinsip Operasi_COperasi fotokopel adalah berdasarkan penukaran elektro-optik-elektrik. Apabila arus hadapan (I_FF) dikenakan pada Diod Pemancar Inframerah (IRED) input, ia memancarkan foton (cahaya) dengan panjang gelombang biasanya sekitar 940 nm. Cahaya ini bergerak merentasi jurang penebat lutsinar (selalunya diperbuat daripada sebatian acuan atau udara) dalam pakej. Cahaya itu mengenai kawasan tapak fototransistor silikon output. Foton yang diserap menghasilkan pasangan elektron-lubang, mencipta arus tapak yang menghidupkan transistor, membenarkan arus pemungut (I

C) mengalir. Titik utama ialah satu-satunya sambungan antara input dan output ialah pancaran cahaya, menyediakan penebatan galvanik. Nisbah I

C/I

• F ialah Nisbah Pemindahan Arus (CTR), yang bergantung pada kecekapan bercahaya LED, kepekaan fototransistor, dan kecekapan gandingan optik antara mereka.12. Trend & Konteks Industri
• Fotokopel seperti EL847 kekal sebagai komponen asas dalam elektronik kuasa, automasi industri, dan sistem tenaga boleh diperbaharui di mana penebatan voltan tinggi tidak boleh dirunding. Trend dalam sektor ini adalah ke arah:Kelajuan Lebih Tinggi
• : Pembangunan pengasing digital berdasarkan teknologi gandingan RF CMOS atau kapasitif yang menawarkan kadar data dalam julat Mbps hingga Gbps, jauh melebihi had ~100 kHz fotokopel fototransistor tradisional.Integrasi Lebih Tinggi
• Menggabungkan penebatan dengan fungsi lain seperti pemacu pintu, antara muka ADC, atau pengasing USB/I2C/SPI dalam pakej tunggal.Kebolehpercayaan & Jangka Hayat yang Lebih Baik

: Fokus pada teknologi LED dengan degradasi yang lebih rendah dari masa ke masa dan suhu, membawa kepada CTR yang lebih stabil sepanjang hayat produk.