CNY17-X CNY17F-X Mwongozo wa Kiufundi wa Kifungu cha Mwanga - Kifurushi cha 6-Pin DIP - Utofautishaji wa 5000Vrms - CTR 40-320%

1. Muhtasari wa Bidhaa

Safu za CNY17-X na CNY17F-X ni familia za vifungu vya mwanga vya Kifurushi cha Mstari Mbili (DIP) cha pini 6, vinavyojulikana pia kama vifungu vya mwanga au vifungu vya mwanga. Kifaa kila kimoja kina diode inayotoa mwanga wa infrared ya gallium arsenide (LED) iliyounganishwa kwa mwanga na fototransista ya silikoni ya NPN. Kazi kuu ni kutoa utengano wa umeme kati ya saketi mbili huku ukiruhusu usafirishaji wa ishara kupitia mwanga. Tofauti kuu kati ya safu hizi mbili ni upatikanaji wa muunganisho wa msingi wa nje (pini 6) katika CNY17-X, ambayo haipo (Hakuna Muunganisho) katika safu ya CNY17F-X, ambayo inatoa usumbufu mdogo wa kelele.

1.1 Faida za Msingi na Soko Lengwa

Vifaa hivi vimeundwa kwa matumizi yanayohitaji utengano thabiti wa ishara. Faida zao za msingi zinajumuisha voltage ya juu ya utengano ya 5000 V_rms, umbo la DIP la kompakt linalofaa kwa kusanikishwa kupitia shimo, na vikundi vilivyochaguliwa vya uwiano wa uhamishaji wa sasa (CTR) kwa uthabiti wa muundo. Vimeidhinishwa na mashirika makuu ya viwango vya usalama vya kimataifa (UL, cUL, VDE, SEMKO, n.k.), na kuyafanya yafae kwa anuwai ya matumizi ya viwanda, watumiaji, na usambazaji wa nguvu ambapo usalama na kinga dhidi ya kelele ni muhimu.

2. Uchambuzi wa Kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Vipimo Vya Juu Kabisa

Vipimo Vya Juu Kabisa hufafanua mipaka ya mkazo ambayo kifaa kinaweza kuharibika kabisa. Haya si hali zinazopendekezwa za uendeshaji.

• Ingizo (Upande wa LED):Sasa ya mbele ya kuendelea ya juu kabisa (I_F) ni 60 mA. Sasa ya mbele ya kilele ya muda mfupi (10 µs) (I_FM) ya 1 A inaruhusiwa. Voltage ya nyuma ya juu kabisa (V_R) kwenye LED ni 6 V. Matumizi ya nguvu ya ingizo (P_D) ni 100 mW kwa 25°C, ikipungua kwa 3.8 mW/°C juu ya 100°C.
• Pato (Upande wa Fototransista):Voltage ya kolekta-emita (V_CEO) na voltage ya kolekta-msingi (V_CBO, kwa CNY17-X pekee) zimekadiriwa kuwa 80 V. Voltage ya emita-kolekta (V_ECO) na emita-msingi (V_EBO) ni 7 V. Matumizi ya nguvu ya pato (P_C) ni 150 mW kwa 25°C, ikipungua kwa 9.0 mW/°C juu ya 100°C.
• Jumla ya Kifaa:Jumla ya matumizi ya nguvu ya kifaa (P_TOT) haipaswi kuzidi 200 mW.
• Utofautishaji & Mazingira:Voltage ya utofautishaji (V_ISO) ni 5000 V_rms(AC kwa dakika 1). Safu ya joto la uendeshaji (T_OPR) ni -55°C hadi +110°C. Joto la juu la kuuza ni 260°C kwa sekunde 10.

2.2 Sifa za Umeme-Mwanga

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

2.2.1 Sifa za Ingizo (LED ya Infrared)

• Voltage ya Mbele (V_F):Upeo wa 1.65 V kwa I_F= 60 mA. Hii ni kushuka kwa voltage kwenye LED inapopita.
• Sasa ya Nyuma (I_R):Upeo wa 10 µA kwa V_R= 6 V. Hii ni sasa ya uvujaji wakati LED inapotegwa kinyume.
• Uwezo wa Ingizo (C_in):Kawaida 18 pF. Hii inaathiri utendaji wa kubadilisha wa mzunguko wa juu upande wa ingizo.

2.2.2 Sifa za Pato (Fototransista)

• Sasa za Giza:LED ikiwa imezimwa (I_F=0), kuna sasa za uvujaji. I_CEO(kolekta-emita) kwa kawaida ni 50 nA kwa V_CE=10V. I_CBO(kolekta-msingi, CNY17-X pekee) ni upeo wa 20 nA kwa V_CB=10V.
• Voltage za Kuvunjika: BV_CEOna BV_CBOni kiwango cha chini cha 80 V. BV_ECOni kiwango cha chini cha 7 V.
• Uwezo wa Pato (C_CE):Kawaida 8 pF. Hii inaathiri kasi ya kubadilisha kwa pato.

2.3 Sifa za Uhamishaji

Hizi ni vigezo muhimu zaidi kwa matumizi ya kuunganisha ishara.

• Uwiano wa Uhamishaji wa Sasa (CTR):Hii ni uwiano wa sasa ya kolekta ya pato (I_C) kwa sasa ya mbele ya LED ya ingizo (I_F), ikionyeshwa kama asilimia. Vifaa hivi vimegawanywa katika safu nne tofauti za CTR:
  • CNY17-1 / CNY17F-1:CTR = 40% hadi 80% (kwa I_F=10mA, V_CE=5V)
  • CNY17-2 / CNY17F-2:CTR = 63% hadi 125%
  • CNY17-3 / CNY17F-3:CTR = 100% hadi 200%
  • CNY17-4 / CNY17F-4:CTR = 160% hadi 320%
• CTR kwa Sasa ya Chini:Kwa I_F= 1mA, CTR ya chini imebainishwa (k.m., 13% kwa daraja -1, 56% kwa daraja -4), ambayo ni muhimu kwa matumizi ya utambuzi wa nguvu ya chini au analogi.
• Voltage ya Ujasimamishaji (V_CE(sat)):Upeo wa 0.3 V kwa I_F=10mA, I_C=2.5mA. Hii ni voltage kwenye transistor wakati iko "wazi" kabisa.
• Upinzani wa Utofautishaji (R_IO):Kiwango cha chini cha 10¹¹Ω. Hii inaonyesha upinzani wa juu sana wa DC kati ya pande za ingizo na pato.
• Uwezo wa Ingizo-Pato (C_IO):Kawaida 0.5 pF. Uwezo huu mdogo ndio ufunguo wa kufikia kinga ya juu ya msukumo wa hali ya kawaida (CMTI).

2.4 Sifa za Kubadilisha

Utendaji wa nguvu hufafanuliwa na nyakati za kuwasha/kuzima na kupanda/kushuka, ambazo zinategemea hali za majaribio.

• Hali ya 1 (V_CC=10V, I_C=2mA, R_L=100Ω):
  • Muda wa kuwasha (t_on): Kawaida 10 µs, Upeo 12 µs.
  • Muda wa kuzima (t_off): Kawaida 9 µs, Upeo 12 µs.
  • Muda wa kupanda (t_r): Kawaida 6 µs, Upeo 10 µs.
  • Muda wa kushuka (t_f): Kawaida 8 µs, Upeo 10 µs.
• Hali ya 2 (V_CC=5V, I_F=10mA, R_L=75Ω):
  • Muda wa kupanda (t_r): Kawaida 2 µs, Upeo 10 µs.
  • Muda wa kushuka (t_f): Kawaida 3 µs, Upeo 10 µs.

3. Maelezo ya Mfumo wa Kupanga Daraja

Kupanga daraja kikuu kwa vifungu hivi vya mwanga kunategemeaUwiano wa Uhamishaji wa Sasa (CTR). Daraja nne (1, 2, 3, 4) hutoa thamani za CTR za chini na za juu zinazokua. Hii inawaruhusu wabunifu kuchagua kifaa kinacholingana na kiwango cha faida cha ishara kinachohitajika na kutoa uthabiti katika vikundi vya uzalishaji. Kwa mfano, saketi ya ingizo ya dijiti inayohitaji ishara thabiti, iliyofafanuliwa vizuri inaweza kutumia daraja -3 au -4, wakati saketi nyeti kwa mabadiliko inaweza kubainisha daraja -1 la kiwango cha chini cha faida chenye mipango madogo.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Datasheet inarejelea "Mikunjo ya Kawaida ya Sifa za Umeme-Mwanga." Ingawa grafu maalum hazijaelezewa kwa kina katika maandishi yaliyotolewa, mikunjo ya kawaida kwa vifaa kama hivi inajumuisha:

• CTR dhidi ya Sasa ya Mbele (I_F):Inaonyesha jinsi uwiano wa uhamishaji unavyobadilika na sasa ya kuendesha LED, kwa kawaida ukifikia kilele kwa sasa maalum.
• CTR dhidi ya Joto:Inaonyesha kupungua kwa CTR joto la mazingira linapoinuka, ambayo ni muhimu kwa uendeshaji wa joto la juu.
• Sasa ya Kolekta (I_C) dhidi ya Voltage ya Kolekta-Emita (V_CE):Sifa za pato za fototransista, zinaonyesha eneo la ujasimamishaji na eneo lenye shughuli.
• Voltage ya Mbele (V_F) dhidi ya Sasa ya Mbele (I_F):Sifa ya IV ya LED ya infrared.

Mikunjo hii ni muhimu kwa kuelewa tabia ya kifaa chini ya hali zisizo za kawaida na kwa kuboresha muundo wa saketi.

5. Maelezo ya Mitambo na Kifurushi

Vifaa hivi vinatolewa katika kifurushi cha kawaida cha DIP cha pini 6 chenye chaguzi kadhaa za umbo la risasi.

5.1 Vipimo na Chaguzi za Kifurushi

• DIP ya Kawaida:Kifurushi cha kawaida cha kupitia shimo.
• Chaguo M:Ina sifa ya "kunama kwa risasi pana" inayotoa nafasi ya risasi ya inchi 0.4 (takriban 10.16 mm) kwa ulinganifu na alama za PCB pana.
• Chaguo S:Umbo la risasi la kusanikishwa kwenye uso. Iliyoundwa kwa michakato ya kuuza kwa kujirudia.
• Chaguo S1:Umbo la risasi la kusanikishwa kwenye uso lenye "profa ya chini" kwa matumizi yenye vikwazo vya urefu.

Michoro iliyopimwa kwa kina (kwa mm) imetolewa kwa kila chaguo, ikibainisha ukubwa wa mwili, urefu wa pini, nafasi ya pini, na ndege ya kukaa.

5.2 Usanidi wa Pini na Upeo

Utambulisho wazi wa pini ni muhimu kwa usanikishaji sahihi.

• CNY17-X (na pini ya msingi):
  1. Anodi (LED +)
  2. Kathodi (LED -)
  3. Hakuna Muunganisho
  4. Emita (Fototransista)
  5. Kolekta (Fototransista)
  6. Msingi (Fototransista, muunganisho wa nje)
• CNY17F-X (bila pini ya msingi):
  1. Anodi (LED +)
  2. Kathodi (LED -)
  3. Hakuna Muunganisho
  4. Emita (Fototransista)
  5. Kolekta (Fototransista)
  6. Hakuna Muunganisho

6. Miongozo ya Kuuza na Kukusanyika

Datasheet inabainisha joto la juu la kuuza la 260°C kwa sekunde 10. Hii kwa kawaida ni kwa kuuza kwa wimbi au kwa mkono kwa risasi za kupitia shimo. Kwa chaguzi za kusanikishwa kwenye uso (S, S1), profaili za kawaida za kujirudia za infrared au convection zenye joto la kilele lisilozidi 260°C zinapaswa kutumiwa. Tahadhari zinapaswa kuchukuliwa ili kuepuka mkazo wa kupita kiasi wa mitambo kwenye kifurushi wakati wa kushughulikia. Hifadhi inapaswa kuwa katika mazingira kavu, yasiyo na umeme tuli ndani ya safu maalum ya joto ya -55°C hadi +125°C.

7. Maelezo ya Ufungaji na Kuagiza

7.1 Kanuni ya Nambari ya Mfano

Nambari ya sehemu inafuata muundo:CNY17-XY(Z)-VauCNY17F-XY(Z)-V

• X:Nambari ya sehemu / daraja la CTR (1, 2, 3, au 4).
• Y:Chaguo la umbo la risasi (S, S1, M, au hakuna kwa DIP ya Kawaida).
• Z:Chaguo la mkanda na reel (TA, TB, au hakuna). Inatumika tu kwa chaguzi za S na S1.
• V:Alama ya hiari ya idhini ya VDE.

7.2 Vipimo vya Ufungaji

• Ufungaji wa Bomba:DIP ya Kawaida na Chaguo M hutolewa kwenye mabomba yenye vitengo 65 kila moja.
• Mkanda na Reel:Chaguzi S na S1 zinapatikana kwenye mkanda na reel. Chaguzi zote za TA na TB zina vitengo 1000 kwa reel.

8. Mapendekezo ya Matumizi

8.1 Saketi za Kawaida za Matumizi

Datasheet inaorodhesha matumizi ya kawaida: Virekebishaji vya usambazaji wa nguvu (kwa utengano wa maoni), ingizo za mantiki ya dijiti (kwa kubadilisha kiwango na utengano wa kelele), na ingizo za microprocessor (kwa kuunganishwa na ishara za nje zenye kelele). Saketi maalum ya majaribio ya nyakati za kubadilisha imeonyeshwa (Kielelezo 11), ambayo inajumuisha upinzani wa kuzuia sasa wa ingizo (R_IN), upinzani wa hiari wa msingi-emita kwa CNY17-X (R_BE), na upinzani wa mzigo wa kolekta (R_L).

8.2 Mazingatio ya Muundo

• Kuzuia Sasa ya LED:Daima tumia upinzani wa mfululizo ili kuzuia I_Fkwa thamani inayotakiwa, kwa kawaida kati ya 1 mA na 20 mA kwa usawa wa kasi, CTR, na nguvu.
• Upinzani wa Mzigo (R_L):Thamani ya R_Lkwenye kolekta inaathiri kasi ya kubadilisha, mzunguko wa pato, na matumizi ya nguvu. R_Lndogo inatoa nyakati za kushuka za haraka lakini inapunguza mzunguko wa voltage ya pato.
• Kinga dhidi ya Kelele (CNY17F-X):Safu ya CNY17F-X, bila muunganisho wa msingi wa nje, haifikiwi kwa urahisi na kuingizwa kwa kelele kwenye msingi wa fototransista, na kufanya ipendekezwe katika mazingira yenye kelele nyingi za umeme.
• Kasi dhidi ya Kubadilishana kwa Sasa:I_Fya juu kwa ujumla inaboresha kasi ya kubadilisha lakini huongeza matumizi ya nguvu. Rejea vipimo vya muda wa kubadilisha chini ya hali tofauti za majaribio.
• Uharibifu wa CTR:CTR inaweza kupungua wakati wa maisha ya kifaa, hasa kwa joto la juu la uendeshaji na mikondo. Punguza muundo ipasavyo kwa uthabiti wa muda mrefu.

9. Ulinganisho wa Kiufundi

Kitofautishi kikuu ndani ya familia hii ni uwepo (CNY17-X) au kutokuwepo (CNY17F-X) kwa pini ya msingi ya nje. CNY17-X inatoa urahisi zaidi wa muundo; pini ya msingi inaweza kuachwa wazi, kuunganishwa kwa emita kupitia upinzani (kuboresha kasi kwa kusafisha malipo yaliyohifadhiwa), au kutumika katika usanidi maalum wa upeo. CNY17F-X inatoa kinga bora dhidi ya kelele kwa kuwa msingi wa fototransista uko ndani kabisa na haufikiwi, ambayo ni faida kubwa katika mazingira ya viwanda yenye kelele nyingi. Safu zote mbili zinashiriki vipimo sawa vya utengano, voltage, na CTR.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

Sw: Je, ni tofauti gani kuu kati ya daraja -1, -2, -3, na -4?

Jw: Tofauti ni safu iliyohakikishwa ya Uwiano wa Uhamishaji wa Sasa (CTR). Daraja -4 lina faida ya juu zaidi (160-320%), wakati daraja -1 lina faida ya chini zaidi (40-80%). Chagua kulingana na kiwango cha faida cha ishara kinachohitajika katika saketi yako.

Sw: Ni lini ninapaswa kutumia CNY17F-X badala ya CNY17-X?

Jw: Tumia CNY17F-X unapofanya kazi katika mazingira yenye kelele nyingi za umeme (k.m., viendeshi vya motor, udhibiti wa viwanda). Ukosefu wa muunganisho wa msingi wa nje hufanya iwe isiyofikiwa kwa urahisi na usumbufu wa sumakuumeme (EMI) kuingia kwenye eneo nyeti la msingi.

Sw: Ninawezaje kuhesabu upinzani wa mfululizo wa ingizo kwa LED?

Jw: Tumia Sheria ya Ohm: R_IN= (V_{CC_IN}- V_F) / I_F. Chukulia V_F≈ 1.2V kwa kawaida (upeo 1.65V). Kwa mfano, kwa usambazaji wa 5V na I_Finayotakiwa ya 10mA: R_IN= (5V - 1.2V) / 0.01A = 380Ω. Tumia upinzani wa kawaida wa 390Ω.

Sw: Je, naweza kutumia hii kwa utengano wa ishara ya AC?

Jw: Ndiyo, lakini kwa vikwazo. Pato la fototransista ni la mwelekeo mmoja (DC). Ili kusafirisha ishara za AC, kwa kawaida unahitaji vifungu viwili vya mwanga (moja kwa kila nusu-mzunguko) au saketi za ziada kuelekeza pato kwenye eneo lake la mstari kwa usafirishaji wa analogi, ingawa mstari sio kigezo kilichobainishwa kwa kifaa hiki.

11. Mfano wa Vitendo wa Muundo

Hali:Kutenga pini ya GPIO ya microcontroller ya 3.3V kutoka kwa ishara ya sensor ya viwanda ya 24V.

1. Uchaguzi wa Kifaa:Chagua CNY17F-3 kwa faida nzuri (CTR 100-200%) na kinga ya juu dhidi ya kelele.
2. Upande wa Ingizo (Microcontroller):Pini ya GPIO inaendesha LED kupitia upinzani wa kuzuia sasa. Kwa V_{GPIO_HIGH}≈ 3.3V na I_Flengo = 5mA: R_IN= (3.3V - 1.2V) / 0.005A = 420Ω. Tumia 430Ω.
3. Upande wa Pato (Kiolesura cha Sensor):Unganisha kolekta ya fototransista kwa usambazaji wa 24V kupitia upinzani wa kuvuta juu (R_L). Emita inaunganishwa kwa ardhi. Chagua R_Lkuhakikisha pato linajaa wakati likiwasha na kutoa mantiki ya juu halali wakati likizimwa. Kwa I_C≈ CTR * I_F= 150% * 5mA = 7.5mA (kwa kawaida), na mantiki ya juu ya pato inayotakiwa ya ~20V wakati imezimwa: R_L≤ (24V - 20V) / (I_CEO). Kwa I_CEOupeo ~50nA, thamani yoyote karibu inafanya kazi kwa uvujaji. Kwa kasi ya kubadilisha, upinzani wa 10kΩ ni hatua ya kuanzia ya kawaida. Pato (kiwango cha kolekta) sasa kinatoa nakala iliyotengwa, iliyogeuzwa ya ishara ya ingizo.

12. Kanuni ya Uendeshaji

Kifungu cha mwanga hufanya kazi kwa kubadilisha ishara ya umeme kuwa mwanga, kuisafirisha kwenye kizuizi cha umeme cha kutengeneza umeme, na kisha kubadilisha mwanga kurudi kuwa ishara ya umeme. Katika safu za CNY17-X/F-X, sasa ya umeme (I_F) inapita kwenye LED ya infrared, na kusababisha itoe fotoni. Fotoni hizi hupita kwenye misombo ya kioevu ya kuunda ya uwazi na kugonga eneo la msingi la fototransista ya silikoni. Nishati ya fotoni huzalisha jozi za elektroni-shimo kwenye msingi, na kuunda sasa ya msingi inayowasha transistor, na kuruhusu sasa ya kolekta (I_C) kupita. Uwiano I_C/I_Fni CTR. Hakuna muunganisho wa umeme kati ya ingizo na pato, na kutoa utengano wa umeme ulioamuliwa na nguvu ya dielectric ya misombo ya kuunda na nafasi ya ndani ya pini (kuteleza >7.6mm).

13. Mienendo ya Teknolojia

Teknolojia ya vifungu vya mwanga inaendelea kubadilika. Ingawa vifungu vya jadi vya msingi wa fototransista kama safu ya CNY17 bado vinavuma kwa utengano wa jumla wenye gharama nafuu, mienendo inaelekea kuelekea:

Kasi ya Juu Zaidi:Maendeleo ya vifungu vya haraka zaidi kwa kutumia photodiode na kikuza cha jumuisho (k.m., vifungu vya dijiti) kwa usafirishaji wa data wa Mbps nyingi.

Ujumuishaji wa Juu Zaidi:Kuchanganya njia nyingi za utengano au kujumlisha utengano na kazi zingine kama viendeshi vya lango au viingilio vya ADC katika kifurushi kimoja.

Uimarishaji wa Uthabiti & Maisha:Kuzingatia vifaa na miundo inayopunguza uharibifu wa CTR kwa muda na joto.

Kupunguzwa kwa Ukubwa:Kuhamia kwenye vifurushi vidogo vya kusanikishwa kwenye uso (SOIC, SSOP) zenye viwango sawa au bora vya utengano. Chaguzi za S na S1 za safu ya CNY17 zinaonyesha mienendo hii kuelekea kukusanyika kwenye uso.