EL817-G Series Photocoupler Datasheet - 4-Pin DIP Package - Isolation 5000Vrms - CTR 50-600% - English Technical Document

1. Mchakato wa Bidhaa

Mfululizo wa EL817-G unawakilisha familia ya vichujio mwanga (optocouplers) vinavyotegemea phototransistor, vilivyoundwa kwa ajili ya kutenganisha na usambazaji wa ishara kati ya saketi zenye uwezo tofauti. Kifaa kila kimoja kinaunganisha diode inayotoa mwanga wa infrared ambayo imeunganishwa kwa mwanga na kigunduzi cha phototransistor cha silikoni, kikiwekwa ndani ya kifurushi kidogo cha 4-pin Dual In-line Package (DIP). Kazi kuu ni kutoa kutenganishwa kwa umeme, kuzuia mivumo ya voltage, vitanzi vya ardhini, na kelele kusambaa kati ya saketi za ingizo na pato, na hivyo kulinda vipengele nyeti na kuhakikisha uadilifu wa ishara.

Dhamana kuu ya thamani ya mfululizo huu iko katika uwezo wake thabiti wa kutenganisha, uliothibitishwa na kiwango cha juu cha voltage ya kutenganisha cha 5000V_rms. This makes it suitable for industrial control systems and mains-connected appliances. The devices are manufactured to be halogen-free, complying with environmental regulations (Br < 900 ppm, Cl < 900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). They also carry approvals from major international safety standards bodies including UL, cUL, VDE, SEMKO, NEMKO, DEMKO, FIMKO, and CQC, underscoring their reliability for use in certified end products.

2. Uchunguzi wa kina wa Vipimo vya Kiufundi

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinaeleza mipaka ya mkazo ambayo ikiivuka kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwenye kifaa. Uendeshaji chini ya hali hizi hauhakikishiwi.

• Ingizo (Upande wa LED): Diodi ya infrared ina mkondo wa mbele unaoendelea kwa kiwango cha juu (I_F) wa 60 mA. Inaweza kustahimili mkondo wa msukumo mfupi sana wa 1 μs (I_FP) hadi 1 A, muhimu kwa kukandamiza msukumo wa muda mfupi. Voltage ya juu ya nyuma (V_R) is 6 V. Input power dissipation (P_D) is rated at 100 mW at 25°C, derating by 2.9 mW/°C above 100°C ambient temperature.
• Output (Transistor Side): The phototransistor collector current (I_C) is limited to 50 mA. The collector-emitter voltage (V_CEO) can be as high as 80 V, while the emitter-collector voltage (V_ECO) is limited to 7 V. Output power dissipation (P_C) is 150 mW at 25°C, derating by 5.8 mW/°C above 100°C.
• Device Total: Jumla ya nguvu inayotumika kwa kifurushi kizima (P_TOT) haipaswi kuzidi 200 mW.
• Isolation & Environment: Voltage ya utoaji (V_ISO) kati ya pembejeo na pato ni 5000 V_rms (ilijaribiwa kwa dakika 1 kwenye unyevu wa hewa 40-60%). Anuwai ya halijoto ya uendeshaji (T_OPR) ni pana sana, kutoka -55°C hadi +110°C. Halijoto ya uhifadhi (T_STG) range is -55°C to +125°C. The device can survive soldering at 260°C for up to 10 seconds.

2.2 Sifa za Umeme na Mwanga

Vigezo hivi hufafanua utendaji wa kifaa chini ya hali za kawaida za uendeshaji (T_a = 25°C isipokuwa ikitajwa).

• Sifa za Diode ya Ingizo: Voltage ya mbele (V_F) kawaida ni 1.2V na kiwango cha juu cha 1.4V kwenye I_F = 20 mA. Mkondo wa nyuma (I_R) ni kiwango cha juu cha 10 μA kwenye V_R = 4V. Uwezo wa pembejeo (C_in) is typically 30 pF.
• Output Transistor Characteristics: The collector-emitter dark current (I_CEO), ambayo ni mkondo wa uvujaji wakati LED imezimwa, ni kiwango cha juu cha 100 nA kwa V_CE = 20V. Vitage vya kuvunjika ni BV_CEO ≥ 80V na BV_ECO ≥ 7V.
• Sifa za Uhamishaji (Muhimu):
  • Uwiano wa Uhamishaji wa Umeme (CTR): This is the ratio of output collector current (I_C) to input LED forward current (I_F), expressed as a percentage. It is the key parameter defining the device's sensitivity and gain. The EL817-G series is offered in multiple CTR grades, measured at I_F = 5mA and V_CE = 5V:
    • EL817: 50% hadi 600% (uwiano mpana)
    • EL817A: 80% hadi 160%
    • EL817B: 130% hadi 260%
    • EL817C: 200% hadi 400%
    • EL817D: 300% hadi 600%
    • EL817X: 100% hadi 200%
    • EL817Y: 150% hadi 300%
    Uainishaji huu unawawezesha wabunifu kuchagua kifaa chenye faida inayofaa kwa matumizi yao, kuhakikisha utendakazi thabiti wa sakiti na kuepuka hitaji la urekebishaji baadaye.
  • Voltage ya Kujaa: Voltage ya kujaa ya kolekta-emita (V_CE(sat)) kwa kawaida ni 0.1V (kiwango cha juu 0.2V) wakati kifaa kimewashwa kabisa (I_F=20mA, I_C=1mA), ikionyesha utendaji mzuri wa kubadili.
  • Vigezo vya Kutengwa: Upinzani wa kutengwa (R_IO) ni angalau 5×10¹⁰ Ω. The isolation capacitance (C_IO) is typically 0.6 pF, which is very low and helps maintain high-frequency noise rejection.
  • Switching Speed: Wakati wa kupanda (t_r) na wakati wa kushuka (t_f) kwa kawaida ni 6 μs na 8 μs, mtawalia (upeo wa 18 μs kila moja), chini ya masharti maalum ya majaribio (V_CE=2V, I_C=2mA, R_L=100Ω). Mzunguko wa kukatwa (f_c) kwa kawaida ni 80 kHz. Vigezo hivi vinabainisha mzunguko wa juu wa ishara ya dijiti ambayo kuunganishi kinaweza kushughulikia kwa ufanisi.

3. Performance Curve Analysis

Ingawa PDF inaonyesha uwepo wa "Mikunjo ya Kawaida ya Tabia za Umeme-Optiki," michoro maalum haijatolewa katika maudhui ya maandishi. Kwa kawaida, nyaraka kama hizi za data zinajumuisha mikunjo inayoonyesha uhusiano ufuatao, ambao ni muhimu kwa muundo:

• CTR dhidi ya Mkondo wa Mbele (I_F): Inaonyesha jinsi uwiano wa uhamishaji wa mkondo unavyobadilika na mkondo wa kuendesha wa LED. CTR mara nyingi hupungua kwa I_F kubwa sana kutokana na joto na kushuka kwa ufanisi.
• CTR dhidi ya Joto la Mazingira (T_a): Inaonyesha utegemezi wa joto wa faida ya kifaa. Vipokezi vya mawimbi ya mwanga kwa kawaida huonyesha mgawo hasi wa joto kwa CTR; faida hupungua kadiri joto linavyoongezeka.
• Voltage ya Mbele (V_F) dhidi ya Mstari wa Mbele (I_F): Mkunjo wa kawaida wa I-V wa diode, muhimu kwa kuhesabu upinzani unaohitajika wa kudhibiti mstari kwa upande wa pembejeo.
• Collector Current (I_C) vs. Collector-Emitter Voltage (V_CE): The output transistor's characteristic curves, showing the saturation region and the active region for different levels of input LED current (I_F).
• Switching Time vs. Load Resistance (R_L): Inaonyesha jinsi uchaguzi wa kipingamizi cha pull-up kwenye collector unavyoathiri nyakati za kupanda na kushuka kwa ishara ya pato.

Wabunifu wanapaswa kushauriana na PDF kamili yenye michoro ili kuiga kwa usahihi tabia ya kifaa katika hali zao zilizokusudiwa za uendeshaji.

4. Mechanical & Package Information

4.1 Pin Configuration

The standard 4-pin DIP pinout is as follows (viewed from the top, with the notch or dot indicating pin 1):

1. Anode (ya LED ya pembezi)
2. Cathode (ya LED ya pembezi)
3. Emitter (ya phototransistor ya pato)
4. Collector (ya phototransistor ya pato)

Usanidi huu ni sawa katika mfululizo wote. Umbali wa creepage (umbali mfupi zaidi kwenye uso wa kifurushi cha kuzuia kati ya pini za kondakta) umebainishwa kuwa zaidi ya 7.62 mm, jambo linalochangia kiwango cha juu cha kutengwa.

4.2 Michoro ya Vipimo vya Kifurushi

Mfululizo huu unapatikana katika aina kadhaa za kifurushi, ingawa vipimo vya kina katika mm havijabainishwa kikamilifu katika maandishi yaliyotolewa. Chaguo zinazopatikana ni pamoja na:

• Standard DIP Type: The classic through-hole package.
• Option M Type: Features a "wide lead bend" providing a 0.4-inch (approx. 10.16 mm) lead spacing instead of the standard 0.3-inch (7.62 mm), useful for breadboarding or specific PCB layouts requiring more clearance.
• Option S1 & S2 Types: Aina za pini za kifaa cha kukatwa uso (SMD). Hizi ni vifurushi "vilivyo na umbo la chini" zilizoundwa kwa ununuzi wa kuyeyusha tena. Karatasi ya data inajumuisha mpangilio wa pedi ulipendekezwa kwa chaguo zote S1 na S2 ili kuhakikisha ununuzi sahihi na utulivu wa mitambo. Vipimo vya pedi vinapendekezwa kama kumbukumbu na vinapaswa kubadilishwa kulingana na mchakato maalum wa utengenezaji wa PCB.

5. Soldering & Assembly Guidelines

Kifaa kimekadiriwa kwa joto la juu la kuuza (T_SOL) la 260°C kwa sekunde 10. Hii inalingana na mipangilio ya kawaida ya kuuza kwa reflow isiyo na risasi.

Kwa Vifurushi vya Through-Hole (DIP, M): Mbinu za kawaida za kuuza msumari kwa wimbi au kwa mkono zinaweza kutumiwa. Uangalifu unapaswa kuchukuliwa usizidi kikomo cha sekunde 10 kwenye makutano ya pini ili kuzuia uharibifu wa joto kwa die ya ndani na kifurushi cha epoxy.

Kwa Vifurushi vya Kusakinishwa kwenye Uso (S1, S2): Mchakato wa kawaida wa kuyeyusha tena kwa infrared au convection unafaa. Mpangilio wa pedi ulipendekezwa katika karatasi ya data unapaswa kufuatwa ili kufikia filleti sahihi za solder na kuepuka tombstoning. Muundo wa wasifu wa chini husaidia katika utulivu wakati wa mchakato wa kuyeyusha tena. Kama ilivyo kwa vifaa vyote vinavyohisi unyevunyevu, ikiwa reel imefichuliwa kwa unyevunyevu wa mazingira kwa muda mrefu, kuoka kulingana na viwango vya IPC/JEDEC kunaweza kuhitajika kabla ya kuyeyusha tena ili kuzuia "popcorning."

Uhifadhi: Vifaa vinapaswa kuhifadhiwa ndani ya anuwai maalum ya joto la uhifadhi ya -55°C hadi +125°C, katika mazingira yaliyokauka ili kudumisha uwezo wa kuuza na kuzuia kutu ndani.

6. Ordering Information & Packaging

6.1 Part Numbering System

The part number follows the format: EL817X(Y)(Z)-FVG

• XChaguo la umbo la pini. S1 au S2 (SMD), M (DIP yenye pini pana), au hakuna (DIP ya kawaida).
• YCheo cha CTR. A, B, C, D, X, Y, au hakuna (kwa anuwai pana ya msingi ya EL817).
• ZChaguo la mkanda na reel kwa sehemu za SMD. TU au TD (mwelekeo wa mkanda), au hakuna.
• FNyenzo za fremu ya pini. F kwa Chuma, hakuna kwa Shaba.
• VAlama ya idhini ya usalama ya VDE ya hiari.
• GInaonyesha ujenzi usio na Halojeni.

Mfano: EL817B-S1(TU)-G itakuwa kifaa cha SMD (S1) chenye CTR cheo B (130-260%), kilichopakwa kwenye mkanda na reel ya mtindo wa TU, na ujenzi usio na Halojeni.

6.2 Packaging Quantities

• Standard DIP and M options: 100 units per tube.
• S1 option on tape & reel: 1500 units per reel.
• S2 option on tape & reel: 2000 units per reel.

6.3 Device Marking

The top of the package is marked with a code: EL 817FRYWWV

• EL: Kitambulisho cha mtengenezaji.
• 817: Nambari ya kifaa.
• F: Msimbo wa Kituo cha Uzalishaji/Mchakato.
• R: CTR Rank (A, B, C, D, X, Y).
• Y: Msimbo wa mwaka wenye tarakimu moja.
• WW: Msimbo wa wiki wenye tarakimu mbili.
• V: Inaashiria idhini ya VDE ikiwepo.

7. Application Suggestions

7.1 Saketi za Kawaida za Utumizi

EL817-G ni mseto na inaweza kutumika katika matumizi ya kidijitali na ya mstari.

• Utoaji wa Ishara ya Kidijitali: Matumizi ya kawaida zaidi. LED ya pembejeo inaendeshwa na ishara ya kidijitali (mara nyingi kupitia kipingamizi cha kuzuia mkondo). Phototransistor hufanya kazi kama swichi, ikivuta mstari wa pato kwenye ardhi wakati LED ikiwa imewashwa. Kipingamizi cha kuvuta-up kuelekea V_CC on the collector is required. The switching speed (t_r, t_f) limits the maximum data rate, making it suitable for lower-speed digital interfaces like GPIO isolation, UART, or I/O lines in PLCs.
• Upelekaji wa Ishara ya Analog (Hali ya Mstari): Kwa kuendesha phototransistor katika eneo lake lenye shughuli (lisilojaa), kifaa kinaweza kupitisha ishara za analog. CTR sio laini kamili, na mabadiliko yake yanayotokana na joto na mkondo lazima yazingatiwe. Hali hii hutumiwa mara nyingi kwa mrejesho uliotengwa katika vifaa vya usambazaji wa umeme vya kubadili-hali, ambapo kutokuwa laini kunaweza kulipwa ndani ya kitanzi cha udhibiti.
• Upelekaji wa Moduli ya Ingizo/Tokeo (I/O): Katika Programmable Logic Controllers (PLCs) na mifumo ya udhibiti wa viwanda, viunganishi hivi hutenganisha CPU nyeti kutoka kwa ishara za uwanja zenye kelele au zenye voltage ya juu (24V, 120VAC, n.k.).

7.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu & Best Practices

• Uchaguzi wa CTR: Chagua daraja la CTR linalotoa mkondo wa pato wa kutosha kwa mzigo wako (mfano, kuendesha kiunzi cha mantiki au kiendeshi cha opto-triac) bila kuhitaji mkondo wa pembejeo mwingi. Kutumia kifaa chenye CTR ya juu kunaruhusu I ya chini_F, kupunguza matumizi ya nguvu upande wa pembejeo. Hata hivyo, hakikisha kiwango cha chini cha CTR cha daraja lililochaguliwa kinakidhi mahitaji ya hali mbaya zaidi ya sakiti (mfano, joto la juu, mwisho wa maisha).
• Kizuizi cha Mkondo wa Pembejeo: Daima tumia kipingamizi cha mfululizo (R_in) na taa ya LED ya pembejeo ili kuweka mkondo wa mbele unaotakikana (I_F). Hesabu R_in = (V_source - V_F) / I_F. Do not exceed the absolute maximum I_F of 60 mA continuously.
• Output Load Resistor: Thamani ya upinzani wa kuvuta juu (R_L) kwenye mkusanyiko huathiri kiwango cha juu cha mantiki ya pato na kasi ya kubadilisha. R ndogo_L hutoa nyakati za kuanguka kwa kasi (transistor inayowasha huvuta chini kwa kasi) lakini nyakati za kupanda polepole (mara kwa mara ya RC na uwezo wa pato wa transistor ni kubwa zaidi) na hutumia nguvu zaidi wakati pato liko chini. R kubwa_L hufanya kinyume. Thamani ya kawaida ni kati ya 1kΩ na 10kΩ.
• Upinzani wa Kelele: Kwa matumizi ya kidijitali, kuongeza capacitor ndogo (mfano, 1-10 nF) kati ya kolekta na emita (upande wa pato) kunaweza kusaidia kuchuja kelele ya masafa ya juu. Hata hivyo, hii itazidisha kuharibu kasi ya kubadili hali.
• Athari za Joto: Kumbuka kwamba CTR hupungua kadri halijoto inavyoongezeka. Muundo lazima uthibitishwe katika anuwai kamili ya halijoto ya uendeshaji, ukifanya kutumia thamani ya chini inayotarajiwa ya CTR kwenye halijoto ya juu kabisa ya uendeshaji.
• Mpangilio wa Kutengwa: Kwenye PCB, dumisha umbali unaopendekezwa wa kutengeneza na kufutwa (≥7.62mm) kati ya saketi za ingizo na pato. Hii mara nyingi humaanisha kuacha mfereji au pengo kwenye PCB chini ya mwili wa coupler na kuhakikisha hakuna nyuzi za shaba zinazovuka kizuizi cha kutengwa kwa karibu sana.

8. Technical Comparison & Differentiation

Mfululizo wa EL817-G unashindana katika soko lenye msongamano wa vichocheo vya mwanga vya pini 4 za matumizi ya jumla. Tofauti zake kuu ni:

• Kipimo cha Joto la Juu: Uendeshaji wa joto hadi +110°C unazidi viwango vya kawaida vya +85°C au +100°C vya washindani wengi, na kuufanya ufawe kwa mazingira magumu kama matumizi ya magari chini ya kofia au vifaa vya viwanda karibu na vyanzo vya joto.
• Idhini Nyingi za Usalama: Seti kamili ya idhini za kimataifa za usalama (UL, VDE, n.k.) ni faida kubwa kwa bidhaa zinazohitaji uthibitisho wa soko la ulimwengu.
• Kufuata Kanuni Bila ya Halojeni: Inakidhi kanuni za kisasa za mazingira, ambazo zinazidi kuwa sharti katika vifaa vya kielektroniki vya watumiaji na sekta nyingine.
• Upangaji Pana wa CTR: Upatikanaji wa darasa saba tofauti za CTR (pamoja na EL817 pana) huwapa wabunifu udhibiti mzuri wa uteuzi wa faida kwa utendaji bora wa sakiti na gharama.
• Aina Mbalimbali za Kifurushi: Kutoa DIP ya kawaida, DIP yenye pini pana, na profaili mbili za SMD hutoa mabadiliko kwa michakato tofauti ya usanikishaji na vikwazo vya nafasi kwenye bodi.

9. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (FAQ)

Q1: What is the main purpose of the creepage distance specification (>7.62 mm)?
A1: Umbali wa kutambaa ni njia fupi zaidi kwenye uso wa kifurushi cha kuzuia umeme kati ya vituo viwili vinavyoweza kuongoza umeme (k.m., pini 1 na pini 4). Umbali mrefu wa kutambaa huzuia mikondo ya uvujaji ya uso na kutokea kwa umeme, hasa katika mazingira yenye unyevunyevu au uchafuzi, na ni jambo muhimu katika kufikia kiwango cha juu cha kutengwa cha 5000V_rms isolation rating.

Q2: Ninawezaje kuchagua kati ya viwango tofauti vya CTR (A, B, C, D, X, Y)?
A2: Chagua kulingana na mkondo wa pato unahitaji na ufanisi wa mkondo wa pembejeo unayotaka. Kwa mahitaji ya mkondo maalum wa pato, kiwango cha juu cha CTR (k.m., D: 300-600%) kinahitaji mkondo wa chini wa LED wa pembejeo, na hivyo kuokoa nguvu. Hata hivyo, vifaa vya CTR ya juu vinaweza kuwa na viwango tofauti kidogo vya joto au kuwa na gharama kubwa zaidi. Vipimo X na Y vinatoa masafa ya kati, madhubuti zaidi. Tumia thamani ya chini ya CTR kutoka kwenye karatasi ya data kwa mahesabu yako ya muundo katika hali mbaya zaidi.

Q3: Je, naweza kutumia hii kwa kutenganisha ishara za 240VAC?
A3: The 5000V_rms Voltage ya kutengwa inafaa kutoa insulation iliyoimarishwa katika matumizi mengi yanayounganishwa na gridi kuu. Hata hivyo, muundo wa mwisho lazima uzizingatie viwango vya usalama vya kiwango cha mfumo (k.m., IEC 62368-1, IEC 60747-5-5), ambavyo vinaamua umbali na majaribio yanayohitajika zaidi ya rating ya sehemu. Coupler ni sehemu muhimu ya suluhisho, lakini mpangilio sahihi wa PCB na muundo wa kifuniko ni muhimu sawa.

Q4: Kwa nini kuna viwango viwili tofauti vya voltage ya kolekta-emiter (V_CEO 80V na BV_CEO 80V)?
A4: V_CEO (80V) katika jedwali la Viwango vya Upeo Halisi ni voltage ya juu kabisa ambayo inaweza kutumika bila kusababisha uharibifu. BV_CEO (80V chini) katika jedwali la Sifa ni voltage ya kuvunjika, mahali ambapo kifaa huanza kufanya kazi kwa kiasi kikubwa hata wakati taa ya LED imezimwa. Zinahusiana kwa karibu lakini zimefafanuliwa kwa njia tofauti. Kwa vitendo, unapaswa kubuni ili V_CE Haifikiki kamwe 80V wakati wa uendeshaji, ikiacha ukingo wa usalama.

Q5: Kuna tofauti gani kati ya chaguo za SMD S1 na S2?
A5: Tofauti kuu ni ukubwa wa kifurushi na idadi ya vitengo kwa kila reel (1500 kwa S1, 2000 kwa S2). Kifurushi cha S2 kimebadilishwa kidogo ili kuruhusu vifaa zaidi kwenye reel ya kawaida. Datasheet inatoa mpangilio wa pad ulipendekezwa tofauti kwa kila moja, kwa hivyo ni muhimu kutumia ukubwa sahihi wa kifurushi kwa sehemu iliyoagizwa.

Istilahi za Uainishaji wa LED

Ufafanuzi Kamili wa Istilahi za Kiufundi za LED