EL817-G Serisi Fotokuplör Veri Sayfası - 4 Pinli DIP Paket - 5000Vrms İzolasyon - CTR %50-600 - İngilizce Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

EL817-G serisi, farklı potansiyellere sahip devreler arasında sinyal izolasyonu ve iletimi için tasarlanmış, fototransistör tabanlı bir fotokuplör (optokuplör) ailesini temsil eder. Her cihaz, kompakt bir 4-pinli Çift Sıralı Paket (DIP) içine yerleştirilmiş, bir silikon fototransistör dedektörüne optik olarak bağlanmış bir kızılötesi yayan diyot entegre eder. Temel işlevi, giriş ve çıkış devreleri arasında voltaj dalgalanmalarının, toprak döngülerinin ve gürültünün yayılmasını önleyerek elektriksel izolasyon sağlamak, böylece hassas bileşenleri korumak ve sinyal bütünlüğünü sağlamaktır.

Bu serinin temel değer önerisi, 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. Teknik Özelliklere Derinlemesine Bakış

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garanti edilmez.

• Giriş (LED Tarafı): Kızılötesi diyot, maksimum 60 mA sürekli ileri akımına (I_F) sahiptir. Geçici bastırma için kullanışlı olan, 1 A'ya kadar çok kısa 1 μs darbe akımını (I_FP) dayanabilir. Maksimum ters voltaj (V_R) 6 V'dir. Giriş güç tüketimi (P_D) 25°C'de 100 mW olarak derecelendirilmiştir, 100°C ortam sıcaklığının üzerinde °C başına 2.9 mW azaltılır.
• Çıkış (Transistör Tarafı): Fototransistör kollektör akımı (I_C) 50 mA ile sınırlıdır. Kollektör-emiter gerilimi (V_CEO) 80 V kadar yüksek olabilirken, emiter-kollektör gerilimi (V_ECO) 7 V ile sınırlıdır. Çıkış güç dağılımı (P_C) 25°C'de 150 mW'dır, 100°C üzerinde °C başına 5.8 mW azalarak düşer.
• Cihaz Toplamı: Tüm paketin toplam güç dağılımı (P_TOT) 200 mW'ı aşmamalıdır.
• Isolation & Environment: Giriş ve çıkış arasındaki izolasyon voltajı (V_ISO) 5000 V'dur._rms (40-60% RH'de 1 dakika test edilmiştir). Çalışma sıcaklığı aralığı (T_OPR) son derece geniştir, -55°C ila +110°C arasındadır. Depolama sıcaklığı (T_STG) çalışma aralığı -55°C ila +125°C'dir. Cihaz, 260°C'de 10 saniyeye kadar lehimleme işlemine dayanabilir.

2.2 Elektro-Optik Özellikler

Bu parametreler, cihazın normal çalışma koşulları altındaki performansını tanımlar (T_a = 25°C, aksi belirtilmedikçe).

• Giriş Diyodu Karakteristikleri: İleri yönlü voltaj (V_F) tipik olarak 1.2V'dur ve I_F = 20 mA'de maksimum 1.4V'dur. Ters akım (I_R) V_R = 4V'de maksimum 10 μA'dır. Giriş kapasitansı (C_in) tipik olarak 30 pF'dir.
• Çıkış Transistörü Karakteristikleri: Kollektör-emetör karanlık akımı (I_CEO), LED kapalıyken sızıntı akımı olan , V'de maksimum 100 nA'dır_CE = 20V. Delinme gerilimleri BV_CEO ≥ 80V ve BV_ECO ≥ 7V.
• Transfer Karakteristikleri (Kritik):
  • Current Transfer Ratio (CTR): Bu, çıkış toplayıcı akımının (I_C) giriş LED ileri akımına (I_F) oranıdır ve yüzde olarak ifade edilir. Cihazın hassasiyetini ve kazancını tanımlayan temel parametredir. EL817-G serisi, I_F = 5mA ve V_CE = 5V'de ölçülen birden fazla CTR sınıfında sunulmaktadır:
    • EL817: %50 ila %600 (geniş aralık)
    • EL817A: %80 ila %160
    • EL817B: %130 ila %260
    • EL817C: %200 ila %400
    • EL817D: %300 ila %600
    • EL817X: %100 ila %200
    • EL817Y: %150 ila %300
    Bu derecelendirme, tasarımcıların uygulamaları için uygun kazanca sahip bir cihaz seçmesine olanak tanıyarak tutarlı devre performansı sağlar ve kalibrasyon sonrası ihtiyacını ortadan kaldırır.
  • Doyma Gerilimi: Kollektör-emiter doyma gerilimi (V_CE(sat)) cihaz tamamen açıkken (I=20mA, I=1mA) tipik olarak 0.1V'dir (maks. 0.2V), bu da iyi anahtarlama performansını gösterir._Fİzolasyon Parametreleri:_Cİzolasyon Parametreleri:
  • İzolasyon Parametreleri: İzolasyon direnci (R_IO) en az 5×10¹⁰ Ω. İzolasyon kapasitansı (C_IO) tipik olarak 0.6 pF'dir, bu oldukça düşük bir değerdir ve yüksek frekanslı gürültü bastırmanın korunmasına yardımcı olur.
  • Anahtarlama Hızı: Yükselme süresi (t_r) ve düşme süresi (t_f), belirtilen test koşulları altında (V_CE=2V, I_C=2mA, R_L=100Ω). Kesme frekansı (f_c) tipik olarak 80 kHz'tir. Bu parametreler, bağlaçın etkin bir şekilde işleyebileceği maksimum dijital sinyal frekansını tanımlar.

3. Performans Eğrisi Analizi

PDF, "Tipik Elektro-Optik Karakteristik Eğrileri"nin varlığını gösterse de, metin içeriğinde spesifik grafikler sağlanmamıştır. Tipik olarak, bu tür veri sayfaları, tasarım için kritik öneme sahip olan aşağıdaki ilişkileri gösteren eğrileri içerir:

• CTR - İleri Akım (I_F) İlişkisi: Akım transfer oranının LED'in sürme akımıyla nasıl değiştiğini gösterir. CTR, aşırı yüksek I_F değerlerinde ısınma ve verim düşüşü nedeniyle genellikle azalır.
• CTR vs. Ortam Sıcaklığı (T_a) İlişkisi: Cihazın kazancının sıcaklığa bağımlılığını gösterir. Fototransistör tabanlı kuplörler tipik olarak CTR için negatif bir sıcaklık katsayısı sergiler; sıcaklık arttıkça kazanç azalır.
• İleri Yönlü Gerilim (V_F) vs. İleri Yönlü Akım (I_F) İlişkisi: Standart diyot I-V eğrisi, giriş tarafı için gerekli akım sınırlama direncinin hesaplanmasında önemlidir.
• Kollektör Akımı (I_C) vs. Kollektör-Emitter Gerilimi (V_CE) İlişkisi: Çıkış transistörünün karakteristik eğrileri, farklı giriş LED akımı (I_F) seviyeleri için doyum bölgesini ve aktif bölgeyi gösterir.
• Anahtarlama Süresi vs. Yük Direnci (R_L) İlişkisi: Kollektördeki çekme direnci seçiminin çıkış sinyalinin yükselme ve düşme sürelerini nasıl etkilediğini gösterir.

Tasarımcılar, cihaz davranışını hedeflenen çalışma koşulları boyunca doğru bir şekilde modellemek için grafikler içeren tam PDF'ye başvurmalıdır.

4. Mechanical & Package Information

4.1 Pin Konfigürasyonu

Standart 4-pin DIP pin dizilimi aşağıdaki gibidir (üstten bakıldığında, çentik veya nokta pin 1'i gösterir):

1. Giriş LED'inin Anodu
2. Giriş LED'inin Katodu
3. Çıkış fototransistörünün Emetörü
4. Collector (çıkış fototransistörünün)

Bu konfigürasyon seri boyunca tutarlıdır. Creepage distance (iletken bacaklar arasında yalıtım paketinin yüzeyi boyunca en kısa mesafe) 7.62 mm'den büyük olarak belirtilmiştir, bu da yüksek izolasyon derecesine katkıda bulunur.

4.2 Paket Boyut Çizimleri

Seri, birkaç paket varyantında sunulmaktadır, ancak sağlanan metinde mm cinsinden ayrıntılı boyutlar tam olarak belirtilmemiştir. Seçenekler şunları içerir:

• Standart DIP Tipi: Klasik delikli paket.
• M Tipi Seçenek: Standart 0,3 inç (7,62 mm) yerine 0,4 inç (yaklaşık 10,16 mm) bacak aralığı sağlayan "geniş bacak bükümü" özelliğine sahiptir; breadboarding veya daha fazla boşluk gerektiren belirli PCB düzenleri için kullanışlıdır.
• Option S1 & S2 Types: Yüzey montajlı cihaz (SMD) uç formları. Bunlar, reflow lehimleme için tasarlanmış "alçak profilli" paketlerdir. Veri sayfası, doğru lehimleme ve mekanik stabiliteyi sağlamak için hem S1 hem de S2 seçenekleri için önerilen pad düzenlerini içerir. Pad boyutları bir referans olarak önerilmiştir ve spesifik PCB üretim sürecine göre modifiye edilmelidir.

5. Soldering & Assembly Guidelines

Cihaz, maksimum 260°C lehimleme sıcaklığına (T_SOL) 10 saniye boyunca dayanacak şekilde derecelendirilmiştir. Bu, yaygın kurşunsuz reflow lehimleme profilleriyle uyumludur.

Delikli Montaj (DIP, M) Paketleri İçin: Standart dalga lehimleme veya elle lehimleme teknikleri kullanılabilir. İç kalıba ve epoksi pakete termal hasar vermemek için pin bağlantı noktasında 10 saniyelik süre aşılmamalıdır.

For Surface Mount (S1, S2) Paketler: Standart kızılötesi veya konveksiyon reflow lehimleme prosesleri uygulanabilir. Uygun lehim filetoları elde etmek ve tombstoning'i önlemek için veri sayfasında sağlanan önerilen pad düzeni takip edilmelidir. Alçak profilli tasarım, reflow prosesi sırasında stabilite sağlar. Tüm nem hassas cihazlarda olduğu gibi, makara uzun süre ortam nemine maruz kaldıysa, reflow öncesinde "popcorning"i önlemek için IPC/JEDEC standartlarına göre ön ısıtma gerekli olabilir.

Depolama: Cihazlar, lehimlenebilirliği korumak ve iç korozyonu önlemek için -55°C ila +125°C belirtilen depolama sıcaklık aralığında, kuru bir ortamda saklanmalıdır.

6. Ordering Information & Packaging

6.1 Parça Numaralandırma Sistemi

Parça numarası şu formata uyar: EL817X(Y)(Z)-FVG

• XLead form seçeneği. S1 veya S2 (SMD), M (Geniş bacaklı DIP) veya yok (Standart DIP).
• YCTR Sıralaması. A, B, C, D, X, Y veya yok (temel EL817 geniş aralığı için).
• ZSMD parçalar için şerit ve makara seçeneği. TU veya TD (şerit yönü) veya yok.
• FLead frame malzemesi. F Demir için, yok Bakır için.
• Vİsteğe bağlı VDE güvenlik onay işaretlemesi.
• GHalojensiz yapıyı belirtir.

Örnek: EL817B-S1(TU)-G, CTR sınıfı B (%130-260) olan, TU tarzı şerit ve makarada paketlenmiş, halojensiz yapıya sahip bir SMD bileşenidir (S1).

6.2 Paketleme Miktarları

• Standart DIP ve M seçenekleri: Tüp başına 100 adet.
• S1 option on tape & reel: 1500 units per reel.
• S2 option on tape & reel: 2000 units per reel.

6.3 Cihaz İşaretleme

Paketin üst kısmı bir kod ile işaretlenmiştir: EL 817FRYWWV

• EL: Üretici tanımlayıcısı.
• 817: Cihaz numarası.
• F: Fabrika/İşlem kodu.
• R: CTR Sıralaması (A, B, C, D, X, Y).
• Y: 1 basamaklı yıl kodu.
• WW: 2 basamaklı hafta kodu.
• V: VDE onayını belirtir, eğer mevcutsa.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Devreleri

EL817-G çok yönlüdür ve hem dijital hem de doğrusal uygulamalarda kullanılabilir.

• Dijital Sinyal İzolasyonu: En yaygın kullanım. Giriş LED'i bir dijital sinyal tarafından (genellikle bir akım sınırlama direnci üzerinden) sürülür. Fototransistör, LED yandığında çıkış hattını toprağa çeken bir anahtar görevi görür. V'ye bağlı bir çekme direnci_CC kolektör üzerinde gereklidir. Anahtarlama hızı (t_r, t_f) maksimum veri hızını sınırlar, bu da onu GPIO izolasyonu, UART veya PLC'lerdeki G/Ç hatları gibi daha düşük hızlı dijital arayüzler için uygun kılar.
• Analog Sinyal İzolasyonu (Lineer Mod): Fototransistör aktif bölgesinde (doymamış) çalıştırılarak, cihaz analog sinyalleri iletebilir. CTR tam olarak lineer değildir ve sıcaklık ve akımla değişimi hesaba katılmalıdır. Bu mod, doğrusal olmama durumunun kontrol döngüsü içinde telafi edilebildiği anahtarlamalı güç kaynaklarında izole geri besleme için sıklıkla kullanılır.
• Giriş/Çıkış (I/O) Modül İzolasyonu: Programlanabilir Mantıksal Denetleyicilerde (PLC'ler) ve endüstriyel kontrol sistemlerinde, bu kuplörler hassas CPU'yu gürültülü veya yüksek voltajlı saha sinyallerinden (24V, 120VAC vb.) yalıtır.

7.2 Tasarım Hususları & Best Practices

• CTR Seçimi: Yükünüz için yeterli çıkış akımı sağlayan (örneğin, bir mantık kapısı veya opto-triyak sürücüsünü sürmek için) ve aşırı giriş akımı gerektirmeyen bir CTR sınıfı seçin. Daha yüksek CTR'li bir cihaz kullanmak, daha düşük I_Fsağlayarak giriş tarafındaki güç tüketimini azaltır. Ancak, seçilen sınıfın minimum CTR'sinin devrenin en kötü durum (örneğin, yüksek sıcaklık, ömür sonu) gereksinimlerini karşıladığından emin olun.
• Giriş Akımı Sınırlama: Her zaman bir seri direnç (R_in) istenen ileri akımı (I_F). R_in = (V_source - V_F) / I_F. Mutlak maksimum I değerini sürekli olarak aşmayın._F sürekli olarak 60 mA'yi geçmemelidir.
• Çıkış Yük Direnci: Kollektördeki çekme direncinin (R) değeri, hem çıkış mantık yüksek seviyesini hem de anahtarlama hızını etkiler._LDaha küçük bir R, daha hızlı düşüş süreleri sağlar (transistör açıldığında daha hızlı aşağı çeker) ancak daha yavaş yükselme süreleri (transistörün çıkış kapasitansı ile RC zaman sabiti daha büyüktür) ve çıkış düşük olduğunda daha fazla güç tüketir._L Daha büyük bir R ise bunun tersini yapar._L Tipik bir değer 1kΩ ile 10kΩ arasındadır.
• Gürültü Bağışıklığı: Dijital uygulamalar için, kollektör ve emetör (çıkış tarafı) arasına küçük bir kapasitör (örn. 1-10 nF) eklemek yüksek frekanslı gürültüyü filtrelemeye yardımcı olabilir. Ancak bu, anahtarlama hızını daha da düşürecektir.
• Sıcaklık Etkileri: CTR'nin sıcaklık arttıkça düştüğünü unutmayın. Tasarım, maksimum çalışma sıcaklığındaki beklenen minimum CTR kullanılarak, tüm çalışma sıcaklığı aralığında doğrulanmalıdır.
• İzolasyon Yerleşimi: PCB üzerinde, giriş ve çıkış devreleri arasında önerilen kaçak ve hava yolu mesafelerini (≥7.62mm) koruyun. Bu genellikle, bağlaç gövdesinin altındaki PCB'de bir yuva veya boşluk bırakmak ve bakır izlerin izolasyon bariyerini çok yakından aşmadığından emin olmak anlamına gelir.

8. Technical Comparison & Differentiation

EL817-G serisi, genel amaçlı 4 pinli fotokuplörlerin kalabalık pazarında rekabet etmektedir. Temel farklılaştırıcı özellikleri şunlardır:

• Yüksek Sıcaklık Derecelendirmesi: +110°C'ye kadar çalışma sıcaklığı, birçok rakibin yaygın +85°C veya +100°C derecelendirmelerini aşarak, motor kaputu altındaki otomotiv uygulamaları veya ısı kaynaklarına yakın endüstriyel ekipmanlar gibi zorlu ortamlar için uygun hale getirir.
• Çoklu Güvenlik Onayları: Kapsamlı uluslararası güvenlik onayları seti (UL, VDE vb.), küresel pazar sertifikasyonu gerektiren ürünler için önemli bir avantajdır.
• Halojensiz Uyumluluk: Modern çevre düzenlemelerine uyar; bu özellik, tüketici elektroniği ve diğer sektörlerde giderek daha fazla bir gereklilik haline gelmektedir.
• Geniş CTR Sınıflandırması: Yedi farklı CTR sınıfının (geniş kapsamlı EL817 dahil) mevcudiyeti, tasarımcılara optimize edilmiş devre performansı ve maliyet için kazanç seçiminde ince ayarlı kontrol imkanı sağlar.
• Paket Çeşitliliği: Standart DIP, geniş bacaklı DIP ve iki SMD profilinin sunulması, farklı montaj süreçleri ve kart alanı kısıtlamaları için esneklik sağlar.

9. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

Q1: What is the main purpose of the creepage distance specification (>7.62 mm)?
A1: Sızıntı mesafesi, iki iletken terminal (örneğin, pin 1 ve pin 4) arasındaki yalıtım paketinin yüzeyi boyunca en kısa yoldur. Daha uzun bir sızıntı mesafesi, özellikle nemli veya kirlenmiş ortamlarda yüzey kaçak akımlarını ve ark oluşumunu önler ve yüksek 5000V izolasyon derecesine ulaşmada kritik bir faktördür._rms izolasyon derecesi.

Q2: Farklı CTR sınıfları (A, B, C, D, X, Y) arasında nasıl seçim yapabilirim?
A2: Gerekli çıkış akımınıza ve istediğiniz giriş akımı verimliliğine göre seçin. Belirli bir çıkış akımı ihtiyacı için, daha yüksek bir CTR derecesi (örneğin, D: %300-600) daha düşük bir giriş LED akımı gerektirir ve güç tasarrufu sağlar. Ancak, daha yüksek CTR'li cihazlar biraz farklı sıcaklık katsayılarına sahip olabilir veya daha pahalı olabilir. X ve Y dereceleri, ara, daha dar aralıklar sunar. En kötü durum tasarım hesaplarınız için veri sayfasındaki minimum CTR değerini kullanın.

Q3: Bunu 240VAC şebeke sinyallerini izole etmek için kullanabilir miyim?
A3: The 5000V_rms İzolasyon voltajı, birçok şebeke bağlantılı uygulamada güçlendirilmiş yalıtım sağlamak için uygundur. Ancak, nihai tasarım, bileşen derecelendirmesinin ötesinde gerekli mesafeleri ve testleri belirleyen sistem düzeyindeki güvenlik standartlarını (örneğin, IEC 62368-1, IEC 60747-5-5) dikkate almalıdır. Kuplör, çözümün önemli bir parçasıdır, ancak uygun PCB düzeni ve muhafaza tasarımı da eşit derecede kritiktir.

S4: Neden iki farklı kollektör-emitör voltajı derecelendirmesi (V_CEO 80V ve BV_CEO 80V) bulunmaktadır?
A4: V_CEO Absolute Maximum Ratings tablosundaki (80V), hasara neden olmadan uygulanabilecek maksimum gerilimdir. BV_CEO Characteristics tablosundaki (80V min), çökme gerilimi olup, LED kapalıyken bile cihazın önemli ölçüde iletkenliğe başladığı noktadır. Bunlar yakından ilişkilidir ancak farklı tanımlanır. Pratikte, V_CE Çalışma sırasında hiçbir zaman 80V'a yaklaşmaz, böylece bir güvenlik marjı bırakır.

S5: S1 ve S2 SMD seçenekleri arasındaki fark nedir?
C5: Temel fark, paket ayak izi ve bir makara başına düşen birim sayısıdır (S1 için 1500, S2 için 2000). S2 paketi, standart bir makaraya daha fazla cihaz sığdırmak için muhtemelen hafifçe değiştirilmiştir. Veri sayfası her biri için ayrı önerilen pad düzenleri sağlar, bu nedenle sipariş edilen parça için doğru ayak izini kullanmak esastır.

LED Spesifikasyon Terminolojisi

LED teknik terimlerinin tam açıklaması