Siri EL4XXA-G 4-Pin DIP Form A SSR - 60-600V Output - 550-50mA Load Current - Halogen-Free - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Siri EL4XXA-G adalah geganti keadaan pepejal (SSR) kutub tunggal, biasanya terbuka (Form A) dalam pakej DIP 4-pin. Peranti ini menggunakan LED inframerah AlGaAs yang digandingkan secara optik kepada litar pengesan output voltan tinggi yang terdiri daripada tatasusunan diod fotovoltaik dan MOSFET. Reka bentuk ini menyediakan setara keadaan pepejal kepada geganti elektromekanik (EMR) 1 Form A, menawarkan manfaat seperti jangka hayat lebih panjang, operasi senyap, dan rintangan kepada kejutan dan getaran mekanikal. Siri ini tersedia dalam pilihan permukaan-pasang (SMD) dan mematuhi piawaian bebas halogen dan RoHS.

1.1 Kelebihan Teras

• Pengasingan Tinggi:Menyediakan pengasingan 5000 Vrms antara input dan output, meningkatkan keselamatan dan kekebalan bunyi dalam litar kawalan.
• Arus Pacuan Rendah:Mempunyai arus hidup LED yang rendah (biasanya 3-5mA), menjadikannya serasi dengan output mikropengawal kuasa rendah.
• Julat Voltan Luas:Siri ini merangkumi voltan tahan output dari 60V (EL406A) hingga 600V (EL460A), sesuai untuk pelbagai aplikasi pensuisan beban AC/DC.
• Pematuhan Teguh:Pembinaan bebas halogen dan pematuhan kepada piawaian keselamatan antarabangsa utama termasuk UL 1577, UL 508, VDE, dan CQC.
• Julat Suhu Luas:Beroperasi dengan boleh dipercayai dari -40°C hingga +85°C, sesuai untuk persekitaran perindustrian dan keras.

1.2 Aplikasi Sasaran

SSR ini direka untuk aplikasi yang memerlukan pensuisan terpencil yang boleh dipercayai. Kes penggunaan tipikal termasuk:

• Peralatan Telekomunikasi:Penghalaan isyarat dan pensuisan kad talian.
• Instrumen Ujian dan Pengukuran:Pensuisan isyarat peralatan ujian automatik (ATE).
• Automasi Kilang (FA) & Automasi Pejabat (OA):Kawalan penderia, solenoid, dan motor kecil.
• Sistem Kawalan Perindustrian:Modul output PLC, antara muka kawalan proses.
• Sistem Keselamatan:Pensuisan panel penggera dan kawalan akses.

2. Analisis Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Jadual berikut merumuskan had kritikal yang tidak boleh dilampaui untuk mengelakkan kerosakan peranti kekal. Ini bukan keadaan operasi.

• Input (Sisi LED):Arus hadapan maksimum (IF) ialah 50mA DC, dengan arus hadapan puncak (IFP) 1A di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 0.1%). Voltan songsang maksimum (VR) ialah 5V.
• Output (Sisi Suis):Voltan pecah (VL) mentakrifkan voltan maksimum yang boleh disekat oleh MOSFET output. Ia berbeza mengikut model: EL406A (60V), EL425A (250V), EL440A (400V), EL460A (600V). Penarafan arus beban berterusan (IL) berkurangan apabila penarafan voltan meningkat, dari 550mA untuk EL406A kepada 50mA untuk EL460A, mencerminkan pertukaran antara pengendalian voltan dan rintangan hidup.
• Pengasingan & Terma:Voltan pengasingan (Viso) ialah 5000 Vrms. Peranti boleh disimpan dari -40°C hingga +125°C dan beroperasi dari -40°C hingga +85°C. Suhu pateri dinilai pada 260°C selama 10 saat.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Parameter ini mentakrifkan prestasi peranti di bawah keadaan operasi tipikal (TA=25°C).

• Ciri Input:Voltan hadapan (VF) biasanya 1.18V pada IF=10mA, dengan maksimum 1.5V. VF rendah ini menyumbang kepada keperluan kuasa pacuan yang rendah.
• Ciri Output (Pembeza Utama):Rintangan hidup (Rd(ON)) ialah parameter kritikal yang mempengaruhi penyebaran kuasa dan susut voltan merentasi suis. Ia berbeza dengan ketara merentasi siri:
  • EL406A: Tip. 0.7Ω, Maks. 2.5Ω
  • EL425A: Tip. 6.5Ω, Maks. 15Ω
  • EL440A: Tip. 20Ω, Maks. 30Ω
  • EL460A: Tip. 40Ω, Maks. 70Ω
  Peningkatan Rd(ON) dengan penarafan voltan yang lebih tinggi ini adalah ciri asas reka bentuk MOSFET, yang mempengaruhi penjanaan haba pada arus beban tertentu.
• Kelajuan Pensuisan:Masa hidup (Ton) agak perlahan (biasanya 1.4ms maks 3ms) disebabkan oleh mekanisme pengecasan get fotovoltaik. Masa mati (Toff) sangat pantas (biasanya 0.05ms maks 0.5ms). Asimetri ini penting untuk aplikasi sensitif masa.
• Ciri Pemindahan:Arus hidup LED (IF(on)) ialah arus minimum yang diperlukan untuk menghidupkan sepenuhnya MOSFET output, biasanya 3-5mA. Arus mati (IF(off)) ialah arus maksimum di mana output dijamin mati, biasanya 0.4mA. Ini mentakrifkan ambang logik kawalan input.

3. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun data grafik khusus tidak disediakan dalam teks, datasheet merujuk kepada keluk ciri elektro-optik tipikal. Berdasarkan parameter, hubungan utama boleh disimpulkan:

• Rintangan Hidup vs. Suhu:Rd(ON) MOSFET mempunyai pekali suhu positif. Ia akan meningkat apabila suhu simpang meningkat, membawa kepada kehilangan konduksi yang lebih tinggi pada suhu tinggi. Reka bentuk terma yang betul adalah penting, terutamanya untuk model dengan penarafan arus yang lebih tinggi (EL406A).
• Voltan Hadapan LED vs. Arus:Keluk VF vs. IF adalah piawai untuk LED AlGaAs. Memacu LED dengan arus malar (contohnya, 10mA) adalah disyorkan untuk operasi stabil merentasi variasi suhu.
• Arus Bocor Output vs. Voltan:Arus bocor keadaan mati (Ileak) ditetapkan pada maksimum 1μA pada voltan dinilai penuh. Parameter ini adalah penting untuk aplikasi yang memerlukan impedans keadaan mati yang sangat tinggi.

4. Maklumat Mekanikal & Pakej

4.1 Dimensi dan Jenis Pakej

Siri ini menawarkan tiga pilihan bentuk plumbum utama untuk menampung proses pemasangan PCB yang berbeza:

1. Jenis DIP Standard:Pakej lubang tembus dengan jarak baris 0.1 inci (2.54mm) untuk pateri gelombang atau tangan konvensional.
2. Pakej lubang tembus dengan lenturan plumbum yang lebih lebar, menyediakan jarak baris 0.4 inci (10.16mm) untuk aplikasi yang memerlukan jarak rayapan yang lebih besar atau keperluan susun atur PCB tertentu.Jenis Pilihan S1:
3. Bentuk plumbum peranti permukaan-pasang (SMD) dengan profil rendah. Pilihan ini adalah penting untuk pemasangan pick-and-place automatik dan reka bentuk PCB berketumpatan tinggi.4.2 Pengenalpastian dan Penandaan Kutub

Konfigurasi pin ditakrifkan dengan jelas:

Pin 1: Anod LED (+)

• Pin 2: Katod LED (-)
• Pin 3 & 4: Terminal saliran MOSFET (suis output). Ini biasanya disambungkan bersama pada PCB untuk mengendalikan arus beban.
• Peranti ditanda di bahagian atas dengan kod:

EL [Nombor Bahagian] G YWWVContoh: "EL 460A G YWWV" menunjukkan EL460A, bebas halogen (G), dengan tahun (Y) dan minggu (WW) pembuatan, dan pilihan VDE (V)..
4.3 Susun Atur Pad SMD yang Disyorkan

Untuk pilihan S1 (permukaan-pasang), susun atur pad khusus adalah disyorkan untuk memastikan pateri yang boleh dipercayai dan kekuatan mekanikal. Dimensi memastikan pembentukan fillet pateri yang betul dan pelepasan haba semasa reflow.

5. Garis Panduan Pateri & Pemasangan

Pateri Reflow (Pilihan S1):

• Peranti dinilai untuk suhu pateri puncak 260°C selama 10 saat. Profil reflow bebas plumbum standard (IPC/JEDEC J-STD-020) boleh digunakan. Pastikan profil tidak melebihi suhu maksimum atau masa pada suhu puncak.Pateri Gelombang (Pilihan DIP & M):
• Proses pateri gelombang standard boleh digunakan. Pemanasan awal adalah disyorkan untuk mengurangkan kejutan terma.Pateri Tangan:
• Gunakan besi dengan kawalan suhu. Hadkan masa sentuhan untuk mengelakkan pemindahan haba berlebihan kepada pakej.Pembersihan:
• Serasi dengan kebanyakan proses pembersihan fluks biasa. Sahkan keserasian jika menggunakan pelarut agresif.Penyimpanan:
• Simpan dalam persekitaran kering, anti-statik dalam julat suhu yang ditetapkan (-40°C hingga +125°C). Untuk penyimpanan lanjutan, ikuti garis panduan tahap kepekaan kelembapan (MSL), biasanya menggunakan pembungkusan kering untuk bahagian SMD.6. Maklumat Pembungkusan & Pesanan

6.1 Sistem Penomboran Model

Nombor bahagian mengikut format:

EL4XXA(Y)(Z)-VGXX:

• Nombor bahagian (06, 25, 40, 60) mentakrifkan penarafan voltan/arus output.Y:
• Pilihan bentuk plumbum (S1 untuk permukaan-pasang, atau kosong untuk DIP standard).Z:
• Pilihan pita dan gegelung (TA, TB, TU, TD, atau kosong untuk tiub).V:
• Menunjukkan pilihan kelulusan keselamatan VDE.G:
• Menandakan pembinaan Bebas Halogen.6.2 Spesifikasi Pembungkusan

Pembungkusan Tiub:

• Jenis DIP standard dan Pilihan M dibekalkan dalam tiub 100 unit.Pita & Gegelung (Pilihan S1):
• Tersedia dalam jenis gegelung berbeza:TA, TB: 1000 unit setiap gegelung.
  • TU, TD: 1500 unit setiap gegelung.
  • Dimensi pita terperinci (saiz poket A0, B, pic P0, P1, dll.) disediakan untuk keserasian dengan pengumpan peralatan pemasangan automatik.
  7. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

7.1 Reka Bentuk Litar Input

Pacu LED input dengan sumber arus malar atau sumber voltan dengan perintang had arus bersiri. Kira nilai perintang menggunakan: R = (Vcc - VF) / IF, di mana VF biasanya 1.18V-1.5V dan IF dipilih antara 5mA dan 20mA untuk kelajuan dan kebolehpercayaan optimum. Pastikan litar pemacu boleh membekalkan sekurang-kurangnya IF(on) minimum (5mA maks) untuk menjamin output hidup sepenuhnya. Diod perlindungan songsang merentasi LED tidak semestinya diperlukan disebabkan oleh penarafan voltan songsang terbina dalam 5V, tetapi boleh ditambah untuk keteguhan dalam persekitaran bising.

7.2 Reka Bentuk Litar Output

Pemilihan Voltan:

Pilih model (EL406A, 425A, 440A, 460A) berdasarkan voltan puncak (DC atau AC) beban anda, termasuk sebarang transien atau lonjakan. Penyahkadar keselamatan 20-30% adalah disyorkan.Arus dan Penyebaran Kuasa:
Kekangan reka bentuk utama ialah penyebaran kuasa dan haba. Kuasa yang disebarkan dalam SSR (Pdiss) dikira sebagai: Pdiss = (IL^2 * Rd(ON)) + (IF * VF). Istilah pertama adalah dominan. Sebagai contoh, menjalankan EL406A pada beban maksimum 550mA dengan Rd(ON) tipikal 0.7Ω menjana ~212mW haba. Pastikan jumlah penyebaran kuasa (Pout maks 500mW) tidak dilampaui dan PCB menyediakan pelepasan haba yang mencukupi, terutamanya untuk model arus tinggi.Beban Induktif/ Kapasitif:
Apabila menukar beban induktif (geganti, solenoid, motor), gunakan litar snubber (rangkaian RC) atau diod flyback merentasi beban untuk menindas lonjakan voltan yang boleh melebihi penarafan VL peranti. Untuk beban kapasitif, pertimbangkan had arus inrush.7.3 Pengurusan Terma

SSR tidak mempunyai heatsink dalaman. Haba dikeluarkan melalui plumbum. Gunakan kawasan kuprum yang mencukupi pada pad PCB, terutamanya untuk pin 3 dan 4 (output), untuk bertindak sebagai heatsink. Untuk suhu ambien tinggi atau operasi arus tinggi berterusan, pantau suhu peranti untuk memastikannya kekal dalam julat operasi. Rintangan hidup akan meningkat dengan suhu, mencipta kesan had kendiri tetapi juga mengurangkan prestasi.

8. Perbandingan Teknikal & Panduan Pemilihan

Siri EL4XXA-G menawarkan matriks pertukaran yang jelas:

EL406A (60V, 550mA):

• Pilihan terbaik untuk pensuisan DC voltan rendah, arus lebih tinggi (contohnya, sistem 12V/24V, peranti berkuasa bateri) di mana susut voltan rendah dan kehilangan kuasa adalah kritikal. Mempunyai Rd(ON) terendah.EL425A (250V, 150mA) & EL440A (400V, 120mA):
• Sesuai untuk aplikasi voltan talian AC arus perdana (120VAC, 240VAC) menukar beban kecil seperti penunjuk, solenoid kecil, atau sebagai peranti pandu untuk kontaktor yang lebih besar. EL440A menyediakan margin tambahan untuk sistem 240VAC.EL460A (600V, 50mA):
• Direka untuk aplikasi perindustrian voltan tinggi atau situasi dengan transien voltan yang ketara. Sesuai untuk menukar isyarat atau beban kuasa sangat rendah dalam persekitaran voltan tinggi.Berbanding dengan Geganti Elektromekanik (EMR):

SSR ini tidak mempunyai bahagian bergerak, oleh itu tiada pantulan kenalan, arka, atau mekanisme haus berkaitan kiraan kitar. Ia beroperasi senyap dan kebal kepada getaran. Walau bagaimanapun, ia mempunyai rintangan hidup semula jadi yang membawa kepada penjanaan haba dan susut voltan, dan biasanya mempunyai penarafan arus yang lebih rendah dan kos per amp yang lebih tinggi berbanding EMR setanding.Berbanding dengan SSR Lain:

Skim gandingan MOSFET fotovoltaik menyediakan pengasingan yang sangat tinggi dan pensuisan bersih tanpa memerlukan bekalan bias luaran pada sisi output (tidak seperti pengganding fototransistor atau fototriak). Kelajuan hidup adalah lebih perlahan daripada beberapa opto-MOSFET lain tetapi mencukupi untuk kebanyakan aplikasi kawalan.9. Soalan Lazim (FAQ)

Q1: Bolehkah saya menggunakan SSR ini untuk menukar beban AC secara langsung?

A1: Ya, tetapi dengan pengecualian penting. Output adalah sepasang MOSFET. Kebanyakan MOSFET mempunyai diod badan semula jadi. Dalam konfigurasi standard, SSR ini boleh menyekat voltan mana-mana kekutuban apabila mati, tetapi hanya boleh mengalirkan arus dalam satu arah apabila hidup (seperti diod). Untuk pensuisan beban AC sebenar, dua peranti perlu dikonfigurasikan dalam siri songsang (belakang ke belakang). Sesetengah SSR mempunyai konfigurasi ini secara dalaman, tetapi datasheet EL4XXA-G menunjukkan skema MOSFET tunggal, menunjukkan ia adalah untuk pensuisan DC atau sehala. Sahkan keupayaan model khusus untuk aplikasi AC anda.
Q2: Mengapakah masa hidup jauh lebih perlahan daripada masa mati?

A2: Masa hidup adalah terhad oleh kelajuan di mana tatasusunan diod fotovoltaik boleh menjana arus yang mencukupi untuk mengecas kapasitans get MOSFET output kepada voltan ambangnya. Ini adalah proses yang agak perlahan, terhad arus. Mati adalah pantas kerana ia hanya memerlukan nyahcas get melalui litar dalaman, yang boleh dilakukan dengan cepat.
Q3: Bagaimanakah saya mentafsir penarafan "Arus Beban Denyut"?

A3: Arus beban denyut (ILPeak) adalah arus yang lebih tinggi yang boleh dikendalikan untuk tempoh yang sangat singkat (100ms, denyut tunggal). Ini berguna untuk mengendalikan arus inrush dari lampu atau motor. Jangan gunakan penarafan ini untuk operasi denyut berterusan atau berulang. Untuk denyut berulang, penyebaran kuasa purata mesti kekal dalam had Pout.
Q4: Adakah heatsink luaran diperlukan?

A4: Biasanya tidak untuk pakej DIP di bawah keadaan dinilainya. Heatsink utama adalah kuprum PCB. Untuk operasi berterusan pada arus beban maksimum, terutamanya untuk EL406A, pastikan PCB mempunyai kawasan kuprum yang mencukupi (contohnya, beberapa sentimeter persegi) disambungkan kepada pin output untuk menyebarkan haba. Dalam ruang terkurung atau suhu ambien tinggi, analisis terma adalah disyorkan.
10. Contoh Kajian Kes Reka Bentuk

Senario:

Mereka bentuk modul I/O digital untuk PLC yang perlu menukar beban induktif 24VDC (injap solenoid kecil) dengan arus keadaan mantap 200mA. Persekitaran adalah bising perindustrian.Pemilihan Komponen:

EL406A dipilih untuk penarafan 60V (jauh melebihi 24VDC) dan rintangan hidup rendah. Pada 200mA, susut voltan tipikal hanya 200mA * 0.7Ω = 0.14V, dan penyebaran kuasa ialah (0.2^2)*0.7 = 0.028W, yang boleh diabaikan.Litar Input:

Output digital PLC ialah 24VDC. Perintang bersiri dikira: R = (24V - 1.3V) / 0.01A = 2270Ω. Perintang standard 2.2kΩ dipilih, menyediakan IF ≈ 10.3mA, selamat melebihi IF(on) maksimum 5mA.Litar Output:

Diod flyback (1N4007) diletakkan terus merentasi gegelung solenoid untuk menjepit voltan kickback induktif dan melindungi output EL406A. Katod diod disambungkan kepada bekalan positif, anod kepada sambungan output/SSR beban.Susun Atur PCB:

Pin 3 dan 4 disambungkan kepada tuangan kuprum besar pada PCB untuk membantu penyebaran haba, walaupun haba yang dijana adalah minimum dalam kes ini. Jejak input dan output dipisahkan untuk mengekalkan pengasingan yang baik.Reka bentuk ini menyediakan penyelesaian pensuisan yang teguh, jangka hayat panjang, dan senyap berbanding geganti elektromekanik kecil.

11. Prinsip Operasi

EL4XXA-G beroperasi berdasarkan prinsip pengasingan optik dan pemacu fotovoltaik. Apabila arus hadapan dikenakan kepada LED inframerah AlGaAs input, ia memancarkan cahaya. Cahaya ini dikesan oleh tatasusunan diod fotovoltaik pada sisi output. Tatasusunan ini menjana voltan kecil (kesan fotovoltaik) apabila disinari. Voltan yang dijana ini dikenakan terus kepada get satu atau lebih MOSFET kuasa, menghidupkannya dan mencipta laluan rintangan rendah antara pin output (3 & 4). Apabila arus LED dikeluarkan, cahaya berhenti, voltan fotovoltaik runtuh, dan get MOSFET nyahcas, mematikan output. Mekanisme ini menyediakan pengasingan galvanik lengkap antara litar kawalan voltan rendah dan litar beban voltan tinggi, kerana hanya cahaya melintasi halangan pengasingan.

12. Trend Teknologi

Geganti keadaan pepejal terus berkembang dalam beberapa arah utama yang berkaitan dengan teknologi EL4XXA-G:

Rintangan Hidup Lebih Rendah (Rd(ON)):

• Kemajuan dalam teknologi MOSFET dan pembungkusan secara beransur-ansur mengurangkan Rd(ON) untuk penarafan voltan dan saiz pakej tertentu, membolehkan pensuisan arus lebih tinggi dalam jejak lebih kecil dan dengan kehilangan lebih rendah.Integrasi Lebih Tinggi:
• Trend termasuk mengintegrasikan pemacu sisi input (sumber arus malar, penterjemah aras logik) dan ciri perlindungan sisi output (penjepit lampau voltan, penutupan lampau suhu) ke dalam pakej SSR, memudahkan litar luaran.Prestasi Terma yang Lebih Baik:
• Reka bentuk pakej baru dengan pad terma terdedah (contohnya, pakej DIP dengan pad bawah) membolehkan pemindahan haba yang lebih cekap kepada PCB, meningkatkan penarafan arus berterusan dengan ketara untuk silikon yang sama.Julat Voltan Lebih Luas:
• Peranti yang mampu menyekat voltan lebih tinggi (1kV+) menjadi lebih biasa dalam pakej padat, didorong oleh aplikasi dalam tenaga boleh diperbaharui dan kenderaan elektrik.Fokus pada Keselamatan dan Pematuhan:
• Seperti EL4XXA-G, terdapat penekanan yang semakin meningkat untuk memenuhi piawaian keselamatan antarabangsa terkini (UL, VDE, CQC), peraturan alam sekitar (bebas halogen, RoHS), dan kelayakan gred automotif untuk kebolehpercayaan.Siri EL4XXA-G mewakili pelaksanaan teknologi SSR MOSFET fotovoltaik yang matang dan boleh dipercayai, sangat sesuai untuk pelbagai aplikasi kawalan perindustrian dan komersial yang memerlukan pensuisan kuasa rendah hingga sederhana yang selamat, terpencil, dan boleh dipercayai.

The EL4XXA-G series represents a mature and reliable implementation of photovoltaic MOSFET SSR technology, well-suited for a broad range of industrial and commercial control applications requiring safe, isolated, and reliable low-to-medium power switching.