Karatasi ya Data ya Photodarlington Photocoupler ya Pini 6 DIP - Mfululizo wa TIL113, 4NXX, H11BX - Utofautishaji wa Umeme wa 5000Vrms - Karatasi ya Kiufundi ya Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

Mfululizo wa TIL113, 4NXX, na H11BX ni familia za photodarlington photocouplers (optoisolators). Kifaa kila kimoja kina diode inayotoa mwanga wa infrared (LED) iliyounganishwa kwa optiki na kichunguzi cha transistor ya photodarlington. Usanidi huu hutoa uwiano wa juu wa uhamishaji wa mkondo (CTR), na kuwafanya wafae kwa kuunganisha ishara za udhibiti za mkondo mdogo na mizigo ya mkondo mkubwa zaidi. Vifaa hivi vimewekwa kwenye kifurushi cha kompakt cha pini 6 cha Dual In-line Package (DIP), na chaguzi za kusanikishwa kwa njia ya mashimo ya kawaida, nafasi pana ya kuongoza, na teknolojia ya kusanikishwa kwenye uso (SMD). Faida kuu ya mfululizo huu ni utofautishaji wa juu wa umeme (5000 V_rms) kati ya mizunguko ya ingizo na pato, ambayo ni muhimu kwa usalama na kinga ya kelele katika mifumo yenye uwezo tofauti wa ardhi.

2. Sifa Muhimu na Idhini

Mfululizo huu hutoa sifa kadhaa muhimu za uendeshaji thabiti na unaotegemeka katika matumizi magumu. Voltage ya juu ya utofautishaji ya 5000 V_rmsna umbali wa kuteleza unaozidi 7.62 mm huhakikisha uendeshaji salama katika mazingira ya voltage ya juu. Vifaa hivi vimewekwa kiwango kwa anuwai ya juu ya joto la uendeshaji hadi +110°C. Zaidi ya hayo, mfululizo wa bidhaa unatii viwango vikuu vya kimataifa vya usalama na mazingira, ikiwa ni pamoja na idhini za UL, cUL, VDE, SEMKO, NEMKO, DEMKO, FIMKO, na CQC. Vifaa hivi pia vinatii kanuni za EU REACH na vinapatikana katika matoleo yanayotii RoHS.

3. Matumizi

Photocouplers hizi zimeundwa kwa anuwai pana ya matumizi ambapo utofautishaji wa umeme na kuunganisha ishara inahitajika. Matumizi ya kawaida ni pamoja na:

• Kuunganisha mizunguko ya mantiki ya nguvu ndogo na kubadilisha viwango.
• Vifaa vya mawasiliano kwa utofautishaji wa ishara.
• Elektroniki zinazotumia betri na zinazoweza kubebeka.
• Mifumo ya kuunganisha na kuunganisha inayofanya kazi kwa uwezo tofauti wa umeme na impedance, kama vile katika mifumo ya udhibiti wa viwanda, vifaa vya usambazaji wa umeme, na vifaa vya kipimo.

4. Usanidi wa Pini na Mchoro wa Mzunguko

Vifaa hutumia usanidi wa kawaida wa pini 6 DIP. Usanidi wa pini ni kama ifuatavyo:

• Pini 1: Anodi ya LED ya ingizo.
• Pini 2: Kathodi ya LED ya ingizo.
• Pini 3: Hakuna Muunganisho (NC).
• Pini 4: Emitter ya transistor ya pato ya photodarlington.
• Pini 5: Collector ya transistor ya pato ya photodarlington.
• Pini 6: Msingi wa transistor ya pato ya photodarlington (kwa kawaida huachwa wazi au kuunganishwa kwa mitandao ya kuongeza kasi).

Mchoro wa ndani unaonyesha LED ya infrared iliyounganishwa kati ya pini 1 na 2, na transistor ya photodarlington iliyounganishwa kati ya pini 4 (Emitter), 5 (Collector), na 6 (Msingi).

5. Viwango Vya Juu Kabisa

Mkazo unaozidi mipaka hii unaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Viwango vyote vimeainishwa kwa joto la mazingira (T_a) la 25°C isipokuwa imeainishwa vinginevyo.

• Ingizo (LED):Mkondo wa Mbele (I_F): 60 mA; Mkondo wa Kilele wa Mbele (I_FP, pigo la 1µs): 1 A; Voltage ya Nyuma (V_R): 6 V; Mtawanyiko wa Nguvu (P_D): 120 mW (inahitaji kupunguzwa juu ya T_a= 100°C kwa 3.8 mW/°C).
• Pato (Transistor):Mtawanyiko wa Nguvu (P_C): 150 mW (inahitaji kupunguzwa juu ya T_a= 80°C kwa 6.5 mW/°C); Voltage ya Collector-Emitter (V_CEO): 55 V; Voltage ya Collector-Base (V_CBO): 55 V; Voltage ya Emitter-Collector (V_ECO): 7 V; Voltage ya Emitter-Base (V_EBO): 7 V.
• Jumla ya Kifaa:Jumla ya Mtawanyiko wa Nguvu (P_TOT): 200 mW; Voltage ya Utofautishaji (V_ISO): 5000 V_rms(AC kwa dakika 1, 40-60% RH).
• Joto:Joto la Uendeshaji (T_OPR): -55°C hadi +100°C; Joto la Hifadhi (T_STG): -55°C hadi +125°C; Joto la Kuuza (T_SOL): 260°C (kwa sekunde 10).

6. Sifa za Umeme-na-Optiki

Vigezo hivi hufafanua utendaji wa umeme na optiki chini ya hali za kawaida za uendeshaji, kwa kawaida kwa T_a=25°C.

6.1 Sifa za Ingizo (LED)

• Voltage ya Mbele (V_F): Kwa kawaida 1.2V, Upeo 1.5V kwa I_F= 10mA (50mA kwa H11B3).
• Mkondo wa Nyuma (I_R): Upeo 10 µA kwa V_R= 6V.
• Uwezo wa Ingizo (C_in): Kwa kawaida 50 pF kwa V=0, f=1MHz.

6.2 Sifa za Pato (Photodarlington)

• Mkondo wa Giza wa Collector-Emitter (I_CEO): Upeo 100 nA kwa V_CE= 10V.
• Voltage ya Kuvunjika ya Collector-Emitter (BV_CEO): Chini kabisa 55 V kwa I_C=1mA.
• Voltage ya Kuvunjika ya Collector-Base (BV_CBO): Chini kabisa 55 V kwa I_C=0.1mA.
• Voltage ya Kuvunjika ya Emitter-Collector (BV_ECO): Chini kabisa 7 V kwa I_E=0.1mA.

6.3 Sifa za Uhamishaji

Vigezo hivi hufafanua ufanisi wa kuunganisha na utendaji wa kubadilisha.

• Uwiano wa Uhamishaji wa Mkondo (CTR):Huu ni uwiano wa mkondo wa collector wa pato kwa mkondo wa mbele wa LED ya ingizo, unaoonyeshwa kama asilimia. Hubadilika kulingana na nambari ya sehemu:
  • 4N32, 4N33, H11B1: CTR ≥ 500% (kwa I_F=10mA, V_CE=10V au I_F=1mA, V_CE=5V).
  • 4N29, 4N30: CTR ≥ 100%.
  • 4N31, H11B3, H11B255: CTR ≥ 100%.
  • H11B2: CTR ≥ 200%.
  • TIL113: CTR ≥ 300% (kwa I_F=10mA, V_CE=1V).
• Voltage ya Ujazo ya Collector-Emitter (V_CE(sat)):Upeo 1.0V hadi 1.2V kulingana na mfululizo, chini ya I_Fna I_C conditions.
• Upinzani wa Utofautishaji (R_IO):Chini kabisa 10¹¹Ω kwa V_IO=500V DC.
• Uwezo wa Ingizo-Pato (C_IO):Kwa kawaida 0.8 pF kwa V_IO=0, f=1MHz.
• Muda wa Kubadilisha:Muda wa kuwasha (t_on) na muda wa kuzima (t_off) vimeainishwa kwa mfululizo tofauti chini ya hali maalum za majaribio (V_CC=10V, na I_Fmaalum na upinzani wa mzigo R_L=100Ω). Kwa mfano, mfululizo wa H11Bx t_onkwa kawaida ni 25µs na t_offkwa kawaida ni 18µs. Mfululizo wa 4Nxx na TIL113 una kuwasha kwa kasi zaidi (upeo 5µs) lakini kuzima kwa polepole zaidi (hadi 100µs kwa baadhi ya lahaja).

7. Mviringo wa Utendaji na Sifa za Kubadilisha

Karatasi ya data inajumuisha miviringo ya kawaida ya utendaji (ingawa haijaelezwa kwa kina katika maandishi yaliyotolewa). Miviringo hii kwa kawaida huonyesha uhusiano kati ya CTR na joto, mkondo wa mbele, au mkondo wa collector. Ni muhimu kwa wabunifu kuelewa mienendo ya utendaji chini ya hali zisizo za kawaida. Mzunguko wa majaribio ya muda wa kubadilisha umefafanuliwa, unaonyesha pigo la ingizo linaloendesha LED na pigo la pato linalotokana kwenye collector. Vigezo muhimu vya wakati kama vile muda wa kupanda (t_r), muda wa kushuka (t_f), ucheleweshaji wa kuwasha (t_on), na ucheleweshaji wa kuzima (t_off) hupimwa kati ya pointi 10% na 90% za pigo husika.

8. Taarifa ya Mitambo na Kifurushi

Vifaa hivi vinatolewa katika lahaja kadhaa za kifurushi ili kufaa michakato tofauti ya usanikishaji.

• Aina ya Kawaida ya DIP:Kifurushi cha kawaida cha kupitia mashimo.
• Chaguo la Aina ya M:Ina sifa ya kuinama kwa upana wa kuongoza, ikitoa nafasi ya kuongoza ya inchi 0.4 (takriban 10.16mm) kwa matumizi yanayohitaji umbali mkubwa wa kuteleza au kuingizwa kwa mikono kwa urahisi.
• Chaguo la Aina ya S:Umbizo la kuongoza la kusanikishwa kwenye uso kwa kuuza kwa reflow.
• Chaguo la Aina ya S1:Lahaja ya umbizo la kuongoza la kusanikishwa kwenye uso la wasifu wa chini.

Michoro iliyopimwa kwa kina imetolewa kwa kila aina ya kifurushi, ikijumuisha urefu wa mwili, upana, urefu, umbali wa kuongoza, na vipimo vya kuongoza. Mpangilio ulipendekezwa wa pad kwa chaguzi za kusanikishwa kwenye uso pia imejumuishwa ili kuhakikisha uundaji thabiti wa kiungo cha kuuza wakati wa usanikishaji wa PCB.

9. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji

Kiwango cha juu kabisa kinaainisha joto la kuuza la 260°C kwa sekunde 10. Hiki ni kigezo muhimu kwa michakato ya kuuza kwa reflow au wimbi. Wabunifu lazima wahakikishe kuwa wasifu wa joto wakati wa usanikishaji hauzidi kikomo hiki ili kuzuia uharibifu wa die ya ndani ya semiconductor au kifurushi cha plastiki. Kwa lahaja za kusanikishwa kwenye uso, kufuata mpangilio ulipendekezwa wa pad ni muhimu ili kuzuia kujikunja au viungo vibaya vya kuuza. Hali sahihi za kuhifadhi, kulingana na kiwango cha joto la hifadhi (-55°C hadi +125°C), zinapaswa kudumishwa ili kuhifadhi uadilifu wa kifaa kabla ya matumizi.

10. Ufungaji na Taarifa ya Kuagiza

Mfumo wa nambari ya sehemu umepangwa kuonyesha mfululizo, nambari maalum ya sehemu, chaguo la umbizo la kuongoza, chaguo la tepi na reel, na uthibitishaji wa usalama wa hiari.

Umbizo la Nambari ya Sehemu:[Mfululizo][NambariYaSehemu][UmbizoLaKuongoza][TepiReel]-[Usalama]

• Mfululizo: 4NXX, H11BX, au TIL113.
• NambariYaSehemu: Kwa 4NXX: 29,30,31,32,33. Kwa H11BX: 1,2,3,255.
• UmbizoLaKuongoza (Y): S (SMD), S1 (SMD ya wasifu wa chini), M (Kuongoza kwa upana), au hakuna (DIP ya kawaida).
• TepiReel (Z): TA, TB (kwa chaguzi za SMD), au hakuna.
• Usalama (V): Uthibitishaji wa hiari wa VDE.

Idadi ya Ufungaji:

• Chaguzi za kawaida za DIP na M: vitengo 65 kwa kila mrija.
• Chaguzi za S na S1 na TA/TB: vitengo 1000 kwa kila reel.

11. Mazingatio ya Ubunifu wa Matumizi

Wakati wa kubuni na photodarlington photocouplers hizi, mambo kadhaa lazima yazingatiwe. CTR ya juu huruhusu transistor ya pato kuendeshwa hadi kwenye ujazo na mkondo wa LED ulio chini, ambayo ni muhimu kwa kuunganisha na mikrokontrola. Hata hivyo, muundo wa photodarlington kwa asili una kasi ya kubadilisha polepole ikilinganishwa na phototransistor au photocouplers za IC, na kuzifanya zifae zaidi kwa matumizi ya masafa ya chini (kwa kawaida hadi anuwai ya kumi ya kHz kulingana na hali ya mzigo). Pini ya msingi (Pini 6) inaweza kutumika kuunganisha upinzani wa nje ili kupitisha baadhi ya mkondo wa msingi unaozalishwa na mwanga hadi ardhini, ambayo inaweza kuboresha sana muda wa kuzima kwa gharama ya kupunguzwa kwa CTR. Mbunifu lazima ahakikishe kuwa viwango vya voltage vya transistor ya pato (V_CEO, V_CBO) havizidishiwi na mzunguko wa mzigo. Upinzani wa kuzuia mkondo daima unahitajika katika mfululizo na LED ya ingizo. Thamani hiyo huhesabiwa kulingana na voltage ya usambazaji, I_Finayotakiwa, na V_F.

ya LED.

12. Ulinganisho wa Kiufundi na Mwongozo wa Uchaguzi

Tofauti kuu ndani ya mfululizo huu ni Uwiano wa Uhamishaji wa Mkondo (CTR). Sehemu kama vile 4N32/33 na H11B1 hutoa usikivu mkubwa sana (CTR ≥ 500%), na kuzifanya bora kwa matumizi ambapo ishara ya kuendesha ni dhaifu sana. 4N29/30 na H11B2 hutoa usikivu wa kati. 4N31, H11B3, na H11B255 hutoa CTR ya kawaida ya 100%. TIL113 hutoa usawa mzuri kwa 300%. Uchaguzi kati ya vifurushi vya DIP na SMD unategemea mchakato wa utengenezaji. Chaguo la kuongoza kwa upana (M) ni muhimu kwa matumizi ya voltage ya juu yanayohitaji umbali mkubwa wa kuteleza kwenye PCB. Ikilinganishwa na photocouplers rahisi za phototransistor, photodarlingtons hutoa faida kubwa zaidi lakini ni polepole. Kwa utofautishaji wa dijiti wa kasi sana, teknolojia zingine kama vile viwambo vya dijiti au photocouplers za kasi zaidi zenye matokeo ya lohi zingefaa zaidi.

13. Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (FAQ)

Q: Faida kuu ya photodarlington ikilinganishwa na phototransistor ya kawaida ni nini?

A: Faida kuu ni uwiano mkubwa zaidi wa uhamishaji wa mkondo (CTR), mara nyingi kwa sababu ya 10 hadi 100. Hii inamaanisha mkondo mdogo sana wa LED ya ingizo unaweza kudhibiti mkondo mkubwa zaidi wa pato, na kurahisisha mzunguko wa kuendesha.

Q: Kwa nini muda wa kubadilisha ni polepole kwa photodarlingtons?

A: Usanidi wa jozi ya darlington una hatua ya ziada ya transistor, ambayo huongeza uhifadhi wa chaji na kupunguza kasi ya kubadilisha, hasa wakati wa kuzima.

Q: Ninawezaje kuboresha muda wa kuzima wa photodarlington?

A: Kuunganisha upinzani wa nje (kwa kawaida katika anuwai ya 10kΩ hadi 100kΩ) kati ya pini ya msingi (6) na pini ya emitter (4) kutatoa njia ya kutoa chaji iliyohifadhiwa, na kupunguza sana muda wa kuzima._{Q: Kima cha utofautishaji cha 5000 V}rms

kinamaanisha nini kwa ubunifu wangu?

A: Kima hiki kinathibitisha kuwa kifaa kinaweza kustahimili tofauti ya uwezo wa 5000 Volt AC kati ya pande za ingizo na pato kwa dakika moja bila kuvunjika. Kinafafanua kizuizi cha usalama kwa mfumo wako, na kulinda watumiaji na mizunguko ya voltage ya chini kutokana na hitilafu za voltage ya juu.

Q: Ninaweza kuzitumia kwa ishara za ingizo za AC?

A: Ingizo ni LED, ambayo ni diode. Itaongoza tu wakati wa nusu-mzunguko chanya wa ishara ya AC. Kwa kugundua kweli ya ingizo ya AC, rectifier ya daraja au photocoupler maalum ya ingizo ya AC inahitajika.

14. Mifano ya Ubunifu na MatumiziMfano 1: Kiendeshi cha Relay cha Mikrokontrola:_FMatumizi ya kawaida ni kutenganisha mikrokontrola ya 3.3V au 5V kutoka kwa coil ya relay ya 12V au 24V. Pini ya GPIO ya mikrokontrola, kupitia upinzani wa kuzuia mkondo (kwa mfano, 220Ω kwa usambazaji wa 5V na ~10mA I

), inaendesha upande wa LED. Collector ya photodarlington imeunganishwa kwenye coil ya relay, na emitter kwenye ardhi. Diode ya kurudisha nyuma lazima iwekwe kwenye coil ya relay. CTR ya juu huhakikisha relay ina nguvu kamili hata kama pini ya mikrokontrola inaweza tu kutoa mkondo wa wastani.Mfano 2: Ugunduzi wa Kuvuka Sifuri ya Voltage ya Mains:

Ingawa sio kwa muunganisho wa moja kwa moja wa mains, viunganishi hivi vinaweza kutumika katika njia ya maoni iliyotenganishwa ya usambazaji wa umeme wa kubadilishwa-mode au katika mzunguko wa kugundua kuvuka sifuri ambapo ishara ya voltage ya juu, iliyotenganishwa, inahitaji kuwasilishwa kwa mzunguko wa lohi ya voltage ya chini. Voltage ya juu ya utofautishaji ni muhimu hapa.Mfano 3: Moduli ya Ingizo ya Dijiti ya Viwandani:

Katika moduli ya ingizo ya PLC, optocouplers hizi zinaweza kutenganisha ishara za sensor za uwanja (kwa mfano, swichi za karibu za 24V DC) kutoka kwa mzunguko wa ndani wa lohi, na kutoa kinga ya kelele na kulinda kikoa cha udhibiti kutokana na mabadiliko ya voltage kwenye upande wa uwanja.

15. Kanuni ya Uendeshaji_FKanuni ya msingi ni ubadilishaji wa umeme-optiki-umeme. Wakati mkondo wa mbele (I_C) unatumika kwa LED ya ingizo ya infrared, hutoa fotoni (mwanga). Mwanga huu husafiri kupitia pengo la kuwakilishi la uwazi ndani ya kifurushi na kugonga eneo la msingi la transistor ya pato ya photodarlington ya silikoni. Fotoni zilizokamata huzalisha jozi za elektroni-na-shimo, na kuunda mkondo wa mwanga unaofanya kazi kama mkondo wa msingi kwa transistor ya kwanza ya jozi ya darlington. Mkondo mdogo huu wa mwanga huongezeka kwa faida kubwa ya transistor mbili, na kusababisha mkondo mkubwa zaidi wa collector (I

) ambao unaweza kubadilisha mzigo wa nje. Ufunguo ni kwamba muunganisho pekee kati ya ingizo na pato ni boriti ya mwanga, na kutoa utofautishaji wa umeme.

16. Mienendo ya Teknolojia