Karatasi ya Data ya Mfululizo wa EL253X - Kifurushi cha 8-Pin DIP - Kasi ya Juu 1Mbit/s - Utoaji wa Umeme wa 5000Vrms - Hati ya Kiufundi ya Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

Mfululizo wa EL253X unajumuisha vifungu vya mwanga vya kasi vya viwango viwili vya transistor. Kifaa kila kimoja kinaunganisha diode inayotoa mwanga wa infrared kwa transistor ya kasi ya kugundua mwanga. Kipengele muhimu cha usanifu ni muunganisho tofauti wa upendeleo wa photodiode na kolekta ya transistor ya pato. Usanifu huu unaboresha kasi ya uendeshaji kwa kiasi kikubwa kwa kupunguza uwezo wa msingi-kolekta wa transistor ya pembejeo ikilinganishwa na vifungu vya kawaida vya phototransistor. Vifaa vinatolewa katika kifurushi cha kawaida cha 8-pin Dual In-line Package (DIP) na vinapatikana kwa chaguo za nafasi pana za kuongoza na usanidi wa kushikilia uso.

1.1 Faida za Msingi na Soko Lengwa

Faida kuu ya mfululizo wa EL253X ni mchanganyiko wake wa uwezo wa usafirishaji wa data wa kasi ya juu (hadi Megabit 1 kwa sekunde) na utoaji thabiti wa umeme. Hii inafanya iwe inafaa kwa matumizi yanayohitaji uhamishaji wa ishara unaoaminika kati ya saketi zenye uwezo tofauti wa ardhi au viwango vya voltage. Vipengele muhimu vinavyosaidia hii ni pamoja na ukinzani wa juu wa msukumo wa kawaida (CMTI) wa 10kV/μs kwa chaguo la EL2611, kuhakikisha uendeshaji thabiti katika mazingira yenye kelele ya umeme, na voltage ya juu ya utoaji wa 5000 Vrms kati ya pembejeo na pato. Vifaa vinahakikishiwa kufanya kazi katika anuwai pana ya joto kutoka -40°C hadi +85°C, ikilenga matumizi ya viwanda na magari. Pato la lango la mantiki hurahisisha muunganisho na saketi za dijiti. Uzingatiaji wa maagizo ya Pb-free na RoHS, pamoja na idhini kutoka kwa mashirika makuu ya kimataifa ya usalama (UL, cUL, VDE, SEMKO, NEMKO, DEMKO, FIMKO), inasisitiza uaminifu wao na ufaao kwa masoko ya kimataifa. Matumizi lengwa ni pamoja na vipokeaji vya mstari, vifaa vya mawasiliano, utoaji kwa transistor za nguvu katika madereva ya motor, vitanzi vya maoni katika vifaa vya usambazaji wa nguvu vya kubadili-hali (SMPS), vifaa vya nyumbani, na kama uboreshaji kwa vifungu vya mwanga vya phototransistor vyenye kasi ya chini.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

Sehemu hii inatoa tafsiri ya kina na ya kusudi ya sifa za umeme na utendaji zilizobainishwa katika karatasi ya data.

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinabainisha mipaka ya mkazo ambayo uharibifu wa kudumu kwa kifaa unaweza kutokea. Hivi sio hali zinazopendekezwa za uendeshaji. Mipaka muhimu ni pamoja na: sasa ya mbele ya kuendelea (I_F) ya 25mA, sasa ya kilele ya mbele (I_FP) ya 50mA (mzunguko wa wajibu 50%, upana wa msukumo 1ms), na sasa ya kilele ya juu sana ya msukumo (I_Ftrans) ya 1A kwa msukumo mfupi sana (≤1μs). Pato linaweza kustahimili voltage (V_O) kutoka -0.5V hadi 20V, na voltage ya usambazaji (V_CC) inaweza kutoka -0.5V hadi 30V. Voltage ya utoaji (V_ISO) imekadiriwa kuwa 5000 Vrms kwa dakika moja, ikijaribiwa chini ya hali maalum za unyevu. Kifaa kinaweza kufanya kazi katika joto la mazingira (T_OPR) kutoka -40°C hadi +100°C na kuhifadhiwa (T_STG) kutoka -40°C hadi +125°C. Joto la kuuza (T_SOL) limebainishwa kuwa 260°C kwa sekunde 10, ambayo ni wasifu wa kawaida wa reflow isiyo na risasi.

2.2 Sifa za Umeme

Vigezo hivi vinabainisha utendaji wa kifaa chini ya hali za kawaida za uendeshaji, kwa kawaida kwa 25°C isipokuwa ikibainishwa vinginevyo.

2.2.1 Sifa za Pembejeo

Voltage ya mbele (V_F) kwa kawaida ni 1.45V kwa sasa ya mbele (I_F) ya 16mA. Ina mgawo hasi wa joto wa takriban -1.9 mV/°C, ikimaanisha V_F hupungua kidogo joto linapoinuka. Voltage ya juu ya nyuma (V_R) ni 5V. Uwezo wa pembejeo (C_IN) kwa kawaida ni 60pF, ambayo ni sababu katika utendaji wa kubadili kasi ya juu.

2.2.2 Sifa za Pato

Sasa ya pato ya juu ya mantiki (I_OH) ni ya chini sana (kwa kawaida 0.001µA kwa V_CC=5.5V), ikionyesha sifa bora ya uvujaji wa pato katika hali ya kuzima. Sasa ya usambazaji inatofautiana kwa kiasi kikubwa kati ya hali za mantiki: sasa ya usambazaji ya chini ya mantiki (I_CCL) kwa kawaida ni 140µA wakati LED ya pembejeo inaendeshwa (I_F=16mA), wakati sasa ya usambazaji ya juu ya mantiki (I_CCH) kwa kawaida ni 0.01µA tu wakati pembejeo imezimwa. Hii inasisitiza matumizi ya chini ya nguvu katika hali ya kazi.

2.3 Sifa za Uhamishaji

Hii inabainisha uhusiano kati ya pembejeo na pato.

2.3.1 Uwiano wa Uhamishaji wa Sasa (CTR)

CTR, kigezo muhimu kwa vifungu vya mwanga, ni uwiano wa sasa ya kolekta ya pato kwa sasa ya LED ya pembejeo, ikionyeshwa kama asilimia. EL2530 ina anuwai ya CTR ya 7% hadi 50%, wakati EL2531 ina anuwai ya juu zaidi ya 19% hadi 50% (zote kwa I_F=16mA, V_O=0.4V, V_CC=4.5V, 25°C). Kwa hivyo EL2531 ndio chaguo la faida ya juu zaidi. Thamani za chini za CTR zinahakikishiwa kuwa 5% kwa EL2530 na 15% kwa EL2531 chini ya hali tofauti kidogo (V_O=0.5V).

2.3.2 Voltage ya Pato ya Chini ya Mantiki (V_OL)

Hii ni voltage kwenye pato wakati kifaa kiko katika hali ya 'washa' au chini. Kwa EL2530, V_OL kwa kawaida ni 0.18V na sasa ya pato (I_O) ya 1.1mA. Kwa EL2531, kwa kawaida ni 0.25V na I_O=3mA. V_OL ya juu zaidi kwa zote mbili ni 0.5V chini ya hali zao za mtihani, ikihakikisha viwango thabiti vya chini vya mantiki kwa muunganisho.

2.4 Sifa za Kubadili

Vigezo hivi ni muhimu kwa matumizi ya kasi ya juu. Majaribio hufanywa kwa I_F=16mA na V_CC=5V.

2.4.1 Ucheleweshaji wa Usambazaji

Ucheleweshaji wa usambazaji kwa mantiki chini (t_PHL) na kwa mantiki juu (t_PLH) hupimwa. Kwa EL2530 na upinzani wa mzigo wa 4.1kΩ (R_L), t_PHL kwa kawaida ni 0.35µs (upeo 2.0µs) na t_PLH kwa kawaida ni 0.5µs (upeo 2.0µs). Kwa EL2531 na R_L ya 1.9kΩ, ucheleweshaji wote kwa kawaida ni 0.35µs na 0.3µs mtawalia (upeo 1.0µs). EL2531 inaonyesha nyakati za kubadili za kasi zaidi, kwa sehemu kutokana na CTR yake ya juu zaidi inayoruhusu matumizi ya upinzani mdogo wa kuvuta-juu.

2.4.2 Ukinzani wa Msukumo wa Kawaida (CMTI)

CMTI hupima uwezo wa kifaa wa kukataa msukumo wa voltage wa kasi kati ya ardhi ya pembejeo na pato. Imebainishwa kwa Volts kwa microsecond (V/µs). Zote EL2530 na EL2531 zina CMTI ya chini ya 1000 V/µs na thamani ya kawaida ya 10,000 V/µs kwa hali zote mbili za mantiki juu (CM_H) na mantiki chini (CM_L). Hali za jaribio hutofautiana: EL2530 hutumia msukumo wa kawaida wa 10V p-p, wakati EL2531 hutumia msukumo wa 1000V p-p, ikionyesha jaribio lenye nguvu zaidi kwa chaguo la mwisho katika hii.

3. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Karatasi ya data inarejelea mikunjo ya kawaida ya sifa za umeme-na-mwanga. Ingawa grafu maalum hazijarudishwa katika maandishi yaliyotolewa, kwa kawaida hujumuisha michoro ya Uwiano wa Uhamishaji wa Sasa (CTR) dhidi ya Sasa ya Mbele (I_F), CTR dhidi ya Joto la Mazingira (T_A), Ucheleweshaji wa Usambazaji dhidi ya Upinzani wa Mzigo (R_L), na Voltage ya Mbele (V_F) dhidi ya I_F. Mikunjo hii ni muhimu kwa wabunifu kuelewa jinsi vigezo vinavyobadilika chini ya hali zisizo bora au zinazobadilika, kama vile mikondo ya chini ya kuendesha, joto la juu, au usanidi tofauti wa mzigo, ikiruhusu usanifu thabiti wa saketi katika anuwai maalum ya uendeshaji.

4. Taarifa ya Mitambo na Kifurushi

Kifaa hutumia kifurushi cha 8-pin DIP. Usanidi wa pini ni kama ifuatavyo: Pini 1: Anodi (Kituo 1), Pini 2: Kathodi (Kituo 1), Pini 3: Kathodi (Kituo 2), Pini 4: Anodi (Kituo 2), Pini 5: Ardhi (GND), Pini 6: Pato 2 (V_OUT2), Pini 7: Pato 1 (V_OUT1), Pini 8: Voltage ya Usambazaji (V_CC). Kifurushi kinapatikana katika chaguo kadhaa za umbo la kuongoza: DIP ya kawaida, kuinama kwa kuongoza pana (nafasi ya inchi 0.4, chaguo 'M'), na umbo la kuongoza la kushikilia uso (chaguo 'S' na 'S1' ya wasifu wa chini).

5. Miongozo ya Kuuza na Kukusanyika

Kiwango cha juu kabisa cha joto la kuuza ni 260°C kwa sekunde 10. Hii inalingana na wasifu wa kawaida wa kuuza reflow isiyo na risasi. Kwa kuuza wimbi au kuuza kwa mkono, mazoea ya kawaida ya vipengele vya shimo-kupitia au SMD yanapaswa kufuatwa, kwa kuzingatia kiwango cha juu cha joto na mipaka ya wakati ili kuzuia uharibifu wa kifurushi au kuharibika kwa nyenzo za ndani. Vifaa vinapaswa kuhifadhiwa katika hali ndani ya anuwai ya joto la kuhifadhi (-40°C hadi +125°C) na katika ufungaji nyeti kwa unyevu ikiwa inafaa kwa chaguo za SMD ili kuzuia 'popcorning' wakati wa reflow.

6. Ufungaji na Taarifa ya Kuagiza

Nambari ya sehemu inafuata muundo: EL253XY(Z)-V. 'X' inaashiria nambari ya sehemu (0 kwa EL2530, 1 kwa EL2531). 'Y' inaonyesha chaguo la umbo la kuongoza: tupu kwa DIP ya kawaida, 'M' kwa kuinama kwa kuongoza pana, 'S' kwa kushikilia uso, 'S1' kwa kushikilia uso wa wasifu wa chini. 'Z' inabainisha chaguo la mkanda na reel: 'TA' au 'TB' (aina tofauti za reel), au tupu kwa ufungaji wa mabomba. 'V' ni kiambishi cha hiari cha idhini ya VDE. Idadi ya ufungaji ni vitengo 45 kwa bomba kwa matoleo ya shimo-kupatia na vitengo 1000 kwa reel kwa matoleo ya SMD ya mkanda-na-reel.

7. Mapendekezo ya Matumizi

7.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

• Vipokeaji vya Mstari:Kutenganisha mistari ya mawasiliano ya dijiti (k.m., RS-485, RS-422) ili kuzuia vitanzi vya ardhi na kelele.
• Utoaji wa Kuendesha Motor:Kutoa ishara za kuendesha lango kwa transistor za nguvu (IGBTs, MOSFETs) katika madereva ya mzunguko wa mabadiliko, kutenganisha mantiki ya udhibiti ya voltage ya chini kutoka kwa hatua ya nguvu ya voltage ya juu.
• Maoni ya Kifaa cha Usambazaji wa Nguvu cha Kubadili-Hali (SMPS):Kutenganisha ishara ya makosa ya maoni kutoka upande wa pili (pato) hadi kwa kudhibiti upande wa kwanza (pembejeo), hitaji muhimu la usalama na utendaji.
• Utoaji wa Ardhi ya Mantiki:Kutenganisha ardhi kati ya mifumo ndogo ya dijiti yenye kelele (k.m., kati ya microcontroller na IC ya dereva ya motor) ili kuzuia muunganisho wa kelele.
• Vifaa vya Mawasiliano:Utoaji wa ishara katika saketi za kengele, muunganisho wa mstari, au ulinzi wa mstari wa data.

7.2 Mazingatio ya Ubunifu

• Upinzani wa Kupunguza Sasa:Upinzani wa nje lazima utumike mfululiano na LED ya pembejeo ili kuweka sasa ya mbele (I_F), kwa kawaida hadi 16mA inayopendekezwa kwa kasi bora na CTR.
• Upinzani wa Kuvuta-Juu:Pato linahitaji upinzani wa kuvuta-juu (R_L) kwa V_CC. Thamani yake huathiri kasi ya kubadili na matumizi ya nguvu. Karatasi ya data inabainisha hali za jaribio na 4.1kΩ kwa EL2530 na 1.9kΩ kwa EL2531.
• Kutenganisha Usambazaji wa Nguvu:Weka capacitor ya kupita (k.m., 0.1µF) karibu na pini ya V_CC (Pini 8) na ardhi ili kuhakikisha uendeshaji thabiti na kupunguza kelele ya kubadili.
• Mpangilio wa PCB kwa CMTI ya Juu:Ili kudumisha CMTI ya juu, punguza uwezo wa parasi kati ya sehemu za pembejeo na pato za mpangilio wa PCB. Toa umbali wa kutosha wa kutambaa na ufafanuzi kulingana na viwango vya usalama.
• Kuchagua EL2530 dhidi ya EL2531:Chagua EL2531 kwa matumizi yanayohitaji kasi zaidi ya kubadili au ambapo upinzani wa chini wa kuvuta-juu unakubalika. EL2530 inaweza kuchaguliwa kwa matumizi yenye mahitaji madogo ya kasi au ambapo sasa ya chini ya usambazaji katika hali ya kuwasha (kutokana na R_L ya juu) ni kipaumbele.

8. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Mfululizo wa EL253X unajitofautisha kutoka kwa vifungu vya kawaida vya phototransistor hasa kupitia kasi yake ya juu (1Mbit/s ikilinganishwa na kawaida <100kbit/s kwa aina za kawaida). Muunganisho tofauti wa upendeleo wa photodiode ndio tofauti kuu ya usanifu inayowezesha hii. Ikilinganishwa na vifungu vingine vya mwanga vya kasi (kama vile vile vyenye lango zilizounganishwa za mantiki au vitoaji vya dijiti vya kasi zaidi), EL253X inatoa pato rahisi, thabiti la transistor, ambalo linaweza kuwa na faida katika matumizi fulani ya analog au kubadili-kiwango, na kwa kawaida huja kwa gharama ya chini. Usanidi wake wa viwango viwili katika kifurushi kimoja cha 8-pin huhifadhi nafasi ya bodi ikilinganishwa na kutumia vifaa viwili vya kituo kimoja.

9. Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

Q: Ni tofauti gani kuu kati ya EL2530 na EL2531?

A: Tofauti kuu ni Uwiano wa Chini wa Uhamishaji wa Sasa (CTR) unaohakikishiwa. EL2531 ina CTR ya chini ya juu zaidi (15-19% kulingana na hali ya jaribio) ikilinganishwa na EL2530 (5-7%). Hii kwa ujumla huruhusu EL2531 kubadili kwa kasi zaidi na upinzani wa mzigo uliopewa au kutumia upinzani mkubwa wa kuvuta-juu kwa kasi ile ile, kuathiri matumizi ya nguvu na uwezo wa kuendesha.

Q: Je, naweza kuendesha LED ya pembejeo na chanzo cha voltage moja kwa moja?

A: Hapana. LED lazima iendeshwe na chanzo kilicho na kikomo cha sasa, kwa kawaida kutekelezwa kwa upinzani mfululiano kutoka kwa usambazaji wa voltage. Karatasi ya data inatoa sifa za voltage ya mbele (V_F) ili kusaidia kuhesabu thamani inayofaa ya upinzani kwa I_F inayotaka (k.m., 16mA).

Q: Ukinzani wa Msukumo wa Kawaida (CMTI) wa 10kV/µs unamaanisha nini?

A: Inamaanisha hali ya pato itabaki sahihi (haibadilishi vibaya) hata kama tofauti ya voltage kati ya ardhi ya saketi ya pembejeo na pato inabadilika kwa kiwango cha juu kama volti 10,000 kwa microsecond. Hii ni muhimu katika madereva ya motor au vifaa vya usambazaji wa nguvu ambapo kubadili kasi ya voltage ya juu huunda msukumo mkubwa wa ardhi.

Q: Je, heatsink inahitajika?

A: Chini ya hali za kawaida za uendeshaji ndani ya viwango vya juu kabisa vya kutawanyika kwa nguvu (P_IN=45mW, P_O=35mW), heatsink haihitajiki. Nguvu inayotawanywa ni ya chini kiasi. Mpangilio sahihi wa PCB kwa kutawanyika kwa joto kwa kawaida unatosha.

10. Mifano ya Vitendo ya Ubunifu na Matumizi

Kesi 1: Kipanuzi cha GPIO Kilichotengwa.Microcontroller inahitaji kufuatilia vibadili vya kikomo cha 12V katika jopo la viwanda. Kwa kutumia vituo sita vya EL2531, GPIOs za 3.3V za microcontroller zinaweza kuendesha LEDs kupitia upinzani wa kupunguza sasa. Matokeo, yaliyovutwa juu hadi 12V, hutoa ishara safi ya mantiki kwa vibadili. Utoaji wa 5000Vrms unalinda microcontroller kutokana na msukumo unaowezekana kwenye mistari ya viwanda ya 12V.

Kesi 2: Dereva ya Lango kwa MOSFET ya Nusu-Daraja.Katika kudhibiti motor ya DC ya nguvu ya chini, kituo kimoja cha EL2531 kinaweza kutumika kuendesha MOSFET ya upande wa juu. Pembejeo inaendeshwa na ishara ya PWM kutoka kwa kudhibiti. Pato, lililounganishwa kwa lango la MOSFET kupitia upinzani unaofaa wa lango na kuvutwa juu kwa usambazaji wa bootstrap, hutoa kuendesha kwa lango kilichotengwa. CMTI ya juu inahakikisha ishara ya lango inabaki thabiti wakati wa kubadili kasi ya nusu-daraja.

11. Kanuni ya Uendeshaji

Kanuni ya msingi ni ubadilishaji wa umeme-na-mwanga. Sasa ya umeme inayotumika kwa Diode inayotoa Mwanga wa Infrared (IRED) ya pembejeo husababisha itoe mwanga. Mwanga huu hupita kizuizi cha uwazi cha macho lakini cha kuzuia umeme (kwa kawaida silikoni au nyenzo kama hiyo). Mwanga hugonga photodiode ya kigunduzi kilichounganishwa, ikizalisha photocurrent. Katika EL253X, photocurrent hii inapendelea moja kwa moja msingi wa transistor ya pato ya NPN, ikiwasha na kuvuta pini ya pato (kolekta) chini. Muunganisho tofauti wa photodiode huruhusu photocurrent kutumika kwa ufanisi zaidi kwa kubadili, badala ya kugawanywa kwa sehemu na uwezo wa msingi-kolekta wa transistor, ambao ndio sababu inayozuia kasi katika phototransistor za jadi.

12. Mienendo ya Teknolojia

Uwanja wa utoaji wa ishara unabadilika. Ingawa vifungu vya mwanga vya pato la transistor kama EL253X vinabaki muhimu sana kwa unyenyekevu wao, uthabiti, na ufanisi wa gharama, mienendo kadhaa ni muhimu. Kuna mwendo kuelekea ushirikiano wa juu zaidi, kama vile vifaa vyenye madereva vilivyounganishwa kwa IGBTs/GaN FETs. Vitoaji vya dijiti vinavyotegemea teknolojia ya CMOS na muunganisho wa RF au capacitive vinatoa viwango vya juu zaidi vya data (kumi hadi mamia ya Mbps), matumizi ya chini ya nguvu, na uaminifu wa juu zaidi (hakuna kuzeeka kwa LED). Hata hivyo, vifungu vya mwanga vinadumisha faida katika maeneo fulani: uwezo wa juu sana wa voltage ya utoaji, ukinzani bora wa msukumo wa kawaida, na kinga ya asili kwa uga wa sumaku. Lengo la maendeleo kwa vifungu vya mwanga ni pamoja na kuboresha kasi zaidi, kupunguza ukubwa wa kifurushi (hasa kwa SMD), kuboresha utendaji wa joto la juu, na kuongeza viashiria vya uaminifu kama vile uthabiti wa muda mrefu wa CTR.