EL452-G Mfululizo wa Optocoupler ya Photodarlington ya Voltage ya Juu ya Pini 4 ya SOP - Hati ya Data ya Kiufundi - Kifurushi 4.4x7.4x2.0mm - VCEO 350V - CTR 1000%

1. Muhtasari wa Bidhaa

Mfululizo wa EL452-G ni optocoupler ya photodarlington ya voltage ya juu iliyoundwa kwa usambazaji wa ishara salama kati ya saketi zenye uwezo tofauti. Inaunganisha diode inayotoa infrared inayounganishwa kwa mwanga na phototransistor ya darlington ya voltage ya juu. Kifaa hiki kimewekwa kwenye kifurushi kidogo cha pini 4 cha SOP chenye umbo la chini la 2.0mm, na hivyo kufaa kwa matumizi ya kusakinishwa kwenye uso katika nafasi ndogo. Kazi yake kuu ni kutoa upekee wa umeme wakati wa kusambaza ishara za udhibiti au data, kulinda saketi nyeti kutokana na mabadiliko ya ghafla ya voltage ya juu na matatizo ya mzunguko wa ardhi.

1.1 Faida za Msingi na Soko Lengwa

Faida kuu za sehemu hii ni pamoja na kiwango cha juu cha voltage ya kolekta-emita cha 350V (V_CEO), ambacho ni muhimu kwa kuunganisha na saketi zenye nguvu za umeme au madereva ya motor. Inatoa uwiano wa juu sana wa uhamishaji wa sasa (CTR) na kiwango cha chini cha 1000% chini ya hali za kawaida za majaribio, na kuhakikisha viwango vya juu vya ishara ya pato kutoka kwa sasa ya ingizo ya wastani. Kifaa hiki kina voltage ya juu ya upekee ya 3750V_rmskati ya pande zake za ingizo na pato, na hivyo kukidhi viwango vya usalama vikali. Pia haina halojeni na inalingana na maagizo ya RoHS na isiyo na risasi. Vipengele hivi hufanya iwe bora kwa matumizi katika vifaa vya mawasiliano (simu, mabadilisho), vidhibiti vya mfuatano wa viwanda, vifaa vya mfumo, vyombo vya kupimia, na hali yoyote inayohitaji usambazaji salama wa ishara katika nyanja tofauti za voltage.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

This section provides a detailed, objective interpretation of the device's electrical, optical, and thermal specifications as defined in its absolute maximum ratings and electro-optical characteristics.

2.1 Vipimo Vya Juu Kabisa

Vipimo vya juu kabisa hufafanua mipaka ya mkazo ambayo kifaa kinaweza kuharibika kabisa. Sasa ya mbele ya ingizo (I_F) imekadiriwa kuwa 60mA kwa mfululizo, na sasa ya kilele ya mfupi ya mbele (I_FM) ya 1A kwa 10µs. Jumla ya nguvu inayotumika (P_TOT) haipaswi kuzidi 170mW. Kigezo muhimu cha pato ni voltage ya kolekta-emita (V_CEO) ya 350V, ambayo ni voltage ya juu ambayo transistor ya pato inaweza kuzuia wakati LED ya ingizo imezimwa. Voltage ya upekee (V_ISO) ya 3750V_rmskwa dakika moja inabainisha nguvu ya dielectric ya kizuizi cha ndani cha insulation. Kifaa hiki hufanya kazi katika safu ya joto ya -55°C hadi +110°C.

2.2 Tabia za Umeme na Mwanga

Tabia za umeme na mwanga hufafanua utendaji wa kifaa chini ya hali za kawaida za uendeshaji kwenye 25°C.

2.2.1 Tabia za Ingizo (Upande wa LED)

Voltage ya mbele (V_F) ya LED ya infrared kwa kawaida ni 1.2V na kiwango cha juu cha 1.4V kwa sasa ya mbele ya 10mA. Hii V_Fya chini inachangia matumizi ya nguvu ya chini upande wa ingizo. Sasa ya uvujaji ya nyuma (I_R) ni kiwango cha juu cha 10µA kwenye bias ya nyuma ya 4V.

2.2.2 Tabia za Pato (Upande wa Phototransistor)

Sasa ya giza ya kolekta-emita (I_CEO), ambayo ni sasa ya uvujaji wakati LED imezimwa, imebainishwa kuwa kiwango cha juu cha 100nA kwa V_CE=200V. Voltage ya kuvunjika ya kolekta-emita (BV_CEO) ni kiwango cha chini cha 350V, na hivyo kuthibitisha uwezo wa voltage ya juu. Voltage ya kutosheleza ya kolekta-emita (V_CE(sat)) kwa kawaida ni 1.2V (kiwango cha juu 1.5V) wakati kifaa kimewashwa kabisa (I_F=20mA, I_C=100mA), na hii inaonyesha kupungua kwa voltage kwenye pato katika hali ya kufanya.

2.2.3 Tabia za Uhamishaji

Uwiano wa Uhamishaji wa Sasa (CTR) ni kigezo muhimu zaidi, kinachofafanuliwa kama uwiano wa sasa ya kolekta ya pato kwa sasa ya mbele ya ingizo, ikionyeshwa kama asilimia. Kwa EL452-G, CTR ni kiwango cha chini cha 1000%, kwa kawaida 2000%, kwa I_F=1mA na V_CE=2V. CTR hii ya juu sana ni sifa ya usanidi wa darlington, ambayo hutoa faida ya juu ya sasa, na kuruhusu sasa ndogo za ingizo kudhibiti sasa kubwa za pato kwa ufanisi. Kasi ya kubadilisha ina sifa ya wakati wa kupanda (t_r) kwa kawaida 80µs (kiwango cha juu 250µs) na wakati wa kushuka (t_f) kwa kawaida 10µs (kiwango cha juu 100µs). Nyakati hizi ni polepole kiasi kutokana na muundo wa darlington na uhifadhi wa malipo asilia katika phototransistor, na hivyo kufanya kifaa hiki kufaa kwa kubadilisha kwa mzunguko wa chini hadi wastani na matumizi ya analog ya mstari, lakini sio kwa upekee wa dijiti wa kasi ya juu. Mzunguko wa kukatwa (f_c) kwa kawaida ni 7kHz. Upinzani wa upekee (R_IO) ni kiwango cha chini cha 5×10¹⁰Ω, na hii inaonyesha upekee bora wa DC.

3. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Ingawa PDF inaonyesha uwepo wa mikunjo ya kawaida ya tabia za umeme na mwanga, grafu maalum (k.m., CTR dhidi ya Sasa ya Mbele, CTR dhidi ya Joto, Sasa ya Kolekta dhidi ya Voltage ya Kolekta-Emita) hazijatolewa katika maudhui ya maandishi. Katika hati kamili ya data, mikunjo hii ni muhimu kwa ubunifu. Kwa kawaida inaonyesha jinsi CTR inavyopungua kwa kuongezeka kwa joto, jinsi sasa ya pato inavyotoshwa kwa sasa za ingizo za juu au voltage za chini za kolekta-emita, na uhusiano kati ya voltage ya mbele na sasa kwa LED. Wabunifu lazima watazame grafu hizi ili kuelewa tabia ya kifaa katika safu nzima ya uendeshaji, sio tu kwenye hatua ya kawaida ya 25°C.

4. Taarifa ya Mitambo na Kifurushi

4.1 Vipimo vya Kifurushi na Usanidi wa Pini

Kifaa hiki hutumia kifurushi cha pini 4 cha SOP. Vipimo vya mwili wa kifurushi ni takriban 4.4mm kwa urefu na 7.4mm kwa upana, na umbo la urefu la 2.0mm. Usanidi wa pini ni wa kawaida kwa optocoupler kama hizi: Pini 1 ni Anodi ya LED, Pini 2 ni Kathodi ya LED, Pini 3 ni Emita ya Phototransistor, na Pini 4 ni Kolekta ya Phototransistor. Mpango ulipendekezwa wa pad kwa kusakinishwa kwenye uso umetolewa ili kuhakikisha kuuza salama na utulivu wa mitambo.

4.2 Alama ya Kifaa

Kifaa hiki kimewekewa alama kwenye uso wa juu na msimbo. Alama hiyo inajumuisha "EL" (msimbo wa mtengenezaji), "452" (nambari ya sehemu), msimbo wa mwaka wa tarakimu moja, msimbo wa wiki wa tarakimu mbili, na "V" ya hiari kuashiria idhini ya VDE. Alama hii huruhusu ufuatiliaji wa tarehe ya utengenezaji na utiifu.

5. Mwongozo wa Kuuza na Usanikishaji

5.1 Masharti ya Kuuza kwa Reflow

Hati ya data inatoa vipimo vya kina vya wasifu wa kuuza kwa reflow ili kuzuia uharibifu wa joto. Wasifu huu unalingana na IPC/JEDEC J-STD-020D. Vigezo muhimu ni pamoja na: hatua ya joto la awali kutoka 150°C hadi 200°C kwa zaidi ya sekunde 60-120, joto la kilele la mwili (T_p) lisilozidi 260°C, na wakati juu ya kioevu (217°C) kati ya sekunde 60-100. Kifaa hiki kinaweza kustahimili hadi mizunguko mitatu ya reflow. Kufuata wasifu huu ni muhimu ili kudumisha uadilifu wa ufungaji wa ndani wa epoksi na vifungo vya waya.

6. Taarifa ya Ufungaji na Kuagiza

6.1 Mfumo wa Nambari ya Sehemu ya Kuagiza

Nambari ya sehemu hufuata muundo: EL452(Y)-VG. Nafasi ya "Y" inaonyesha chaguo la ukanda na reel (TA, TB, au hakuna kwa ufungaji wa mabomba). "V" inaonyesha kuwa kitengo kimeidhinishwa kwa usalama na VDE. Kiambishi "G" kinaonyesha kuwa bidhaa haina halojeni. Kwa mfano, EL452TA-VG inarejelea kifaa kinachotolewa kwenye ukanda na reel ya mwelekeo wa TA, na idhini ya VDE, na haina halojeni.

6.2 Vipimo vya Ukanda na Reel

Kifaa hiki kinapatikana kwenye ukanda wa kawaida wa kubeba uliochongwa kwa usanikishaji wa otomatiki. Mwelekeo mbili wa kulisha zinapatikana: Chaguo TA na Chaguo TB. Upana wa ukanda (W) ni 16.0mm, umbali wa mfuko (P₀) ni 4.0mm, na reel kwa kawaida inashikilia vitengo 3000. Vipimo vya kina vya ukanda (A, B, D₀, n.k.) vimetolewa kwa usanidi wa kulisha.

7. Mapendekezo ya Matumizi

7.1 Saketi za Kawaida za Matumizi

EL452-G inafaa vizuri kwa kuendesha triac, thyristor, au MOSFET katika saketi za udhibiti wa AC (k.m., relay za hali ngumu) kutokana na V_CEOyake ya juu. Inaweza kutumika kwa kubadilisha kiwango cha voltage katika viunganishi vya microcontroller, kutoa upekee kwa ishara za sensor za analog, na kuunda mizunguko ya maoni ya pekee katika vifaa vya usambazaji wa nguvu vya kubadilisha. CTR yake ya juu huruhusu iendeshwe moja kwa moja kutoka kwa pini za GPIO za microcontroller (kwa upinzani unaofaa wa kuzuia sasa) bila kuhitaji transistor ya ziada ya dereva kwa LED.

7.2 Kuzingatia na Tahadhari za Ubunifu

Upande wa Ingizo:Upinzani wa mfululizo lazima utumike daima na LED ili kuzuia sasa ya mbele kwa thamani salama, kwa kawaida kati ya 1mA na 20mA kulingana na CTR na kasi inayohitajika. LED ni nyeti kwa voltage ya nyuma; ikiwa saketi ya kuendesha inaweza kuweka bias ya nyuma, diode ya ulinzi sambamba na LED inapendekezwa.
Upande wa Pato:Photodarlington inaweza kutoa sasa kubwa (hadi 150mA). Upinzani wa mzigo lazima uunganishwe kati ya kolekta na reli chanya ya usambazaji ili kuweka mabadiliko ya voltage ya pato na kuzuia matumizi ya nguvu. Kutokana na usanidi wa darlington, voltage ya kutosheleza (V_CE(sat)) ni ya juu kuliko ya transistor moja, na hii inapunguza mabadiliko ya voltage ya pato katika matumizi ya kubadilisha. Wabunifu lazima wazingatie kupungua kwa CTR kwa joto na maisha ya kifaa; kiasi cha 20-50% cha ukingo kunapendekezwa. Kasi ya kubadilisha inayopolewa haifai kutumika katika PWM ya mzunguko wa juu au mawasiliano ya data juu ya kilohertz chache.

8. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

EL452-G inajitofautisha katika soko kupitia mchanganyiko wake wa voltage ya juu (350V), CTR ya juu sana (1000% chini), na kifurushi kidogo cha SOP. Ikilinganishwa na optocoupler za kawaida za phototransistor (ambazo zinaweza kuwa na CTR ya 50-600%), usanidi wa darlington hutoa usikivu wa juu zaidi. Ikilinganishwa na photodarlington zingine, kiwango chake cha upekee cha 3750Vrms na idhini nyingi za kimataifa za usalama (UL, CUL, VDE, SEMKO, n.k.) hufanya iwe chaguo thabiti kwa matumizi muhimu ya usalama na ya viwanda. Utiifu wa kutokuwa na halojeni na RoHS unalingana na kanuni za kisasa za mazingira.

9. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (FAQ)

Q: Je, naweza kuendesha LED moja kwa moja kutoka kwa pato la mantiki ya 5V?
A: Ndiyo, lakini lazima uhesabu upinzani wa mfululizo. Kwa mfano, kwa V_Fya kawaida ya 1.2V na I_Finayotaka ya 5mA kutoka kwa usambazaji wa 5V: R = (5V - 1.2V) / 0.005A = 760Ω. Tumia upinzani wa kawaida wa 750Ω.

Q: Ni mzunguko wa juu wa kubadilisha ni upi?
A: Mzunguko wa vitendo wa kubadilisha unawekewa kikomo na nyakati za kupanda na kushuka. Makadirio ya uhifadhi kwa wimbi la mraba ni 1/(t_r+t_f) ≈ 1/(250µs+100µs) ≈ 2.9kHz. Kwa uendeshaji salama, buni kwa mzunguko chini ya 1kHz.

Q: Joto linavyoathiri utendaji?
A: CTR kwa kawaida hupungua kwa kuongezeka kwa joto. Sasa ya giza (I_CEO) huongezeka kwa joto. Voltage ya mbele ya LED hupungua kwa joto. Athari hizi lazima zizingatiwe kwa uendeshaji thabiti katika safu nzima ya joto.

Q: Je, muunganisho wa nje wa msingi unapatikana kwa kuongeza kasi?
A: Hapana. Hii ni photodarlington ya kawaida isiyo na waya ya nje ya msingi. Kasi ya kubadilisha haiwezi kuboreshwa na vipengele vya nje.

10. Utafiti wa Kesi ya Ubunifu wa Vitendo

Hali:Kutenga ishara ya microcontroller ya 3.3V ili kudhibiti coil ya relay ya DC ya 24V.
Utekelezaji:Pini ya GPIO ya microcontroller (3.3V) huendesha LED kupitia upinzani wa 470Ω, na kuweka I_F≈ (3.3V - 1.2V)/470Ω ≈ 4.5mA. Coil ya relay (24V, coil ya 50Ω ≈ 480mA) imeunganishwa kati ya usambazaji wa 24V na kolekta ya EL452-G. Emita imeunganishwa kwenye ardhi. Diode ya kurudisha lazima iwekwe kwenye coil ya relay ili kuzuia mwinuko wa voltage wakati photodarlington inapozimwa. Kwa ingizo la 4.5mA, CTR inahakikisha pato lililotoshwa linaloweza kutoa sasa ya relay, na V_CE(sat)kusababisha kupungua kidogo kwa voltage. V_CEOya 350V inatoa ukingo wa kutosha dhidi ya usambazaji wa 24V na mwinuko wowote wa inductive.

11. Kanuni ya Uendeshaji

Kifaa hiki hufanya kazi kwa kanuni ya kuunganisha kwa mwanga. Wakati sasa inapita kupitia diode inayotoa mwanga wa infrared ya ingizo (LED), hutoa fotoni. Fotoni hizi husafiri kupitia pengo la insulation lenye uwazi na kugonga eneo la msingi la jozi ya phototransistor ya darlington ya pato. Fotoni zilizokamata huzalisha jozi za elektroni na shimo, na hivyo kuunda sasa ya msingi inayowasha jozi ya transistor ya darlington. Hii huruhusu sasa kubwa zaidi kupita kutoka kolekta hadi emita, sawia na sasa ya LED (iliyofafanuliwa na CTR). Ufunguo ni kwamba ishara husambazwa kwa mwanga, na hivyo kutoa upekee kamili wa umeme kati ya saketi za ingizo na pato, kwani hakuna muunganisho wa umeme—ni njia ya mwanga tu kupitia nyenzo ya insulation.

12. Mienendo na Maendeleo ya Sekta

Soko la optocoupler linaendelea kubadilika. Mienendo ni pamoja na ukuzaji wa vipekee vya dijiti vya kasi ya juu kulingana na teknolojia ya CMOS na RF, ambavyo vinatoa kasi bora, matumizi ya nguvu, na ukinzani wa kelele ikilinganishwa na optocoupler za jadi. Hata hivyo, optocoupler za photodarlington na phototransistor kama EL452-G zinaendelea kuwa na nafasi thabiti katika matumizi yanayohitaji uwezo wa voltage ya juu, pato la sasa kubwa, urahisi, uthabiti, na ufanisi wa gharama kwa upekee wa mzunguko wa chini hadi wastani. Pia kuna msukumo wa kuendelea wa kupunguza ukubwa, ujumuishaji wa juu zaidi (k.m., kuchanganya njia nyingi), kuboresha kuegemea, na kuongeza vyeti vya usalama ili kukidhi viwango vya kimataifa vinavyobadilika. Mwendo wa kuelekea nyenzo zisizo na halojeni na za kirafiki kwa mazingira, kama inavyoonekana katika EL452-G, ni hitaji la kawaida la sekta.