8-Pin SOP 3.3V Çift Kanal Yüksek Hızlı 15Mbit/s Mantık Kapısı Foto Kuplör EL083L EL086L Serisi Veri Sayfası - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

EL08XL serisi, modern dijital izolasyon uygulamaları için tasarlanmış çift kanallı, yüksek hızlı mantık kapısı foto kuplörlerden (optik izolatörler) oluşan bir aileyi temsil eder. Bu cihazlar, kompakt bir 8-pin Küçük Dış Hat Paketi (SOP) içinde, bir CMOS dedektör entegre devresine optik olarak bağlanmış bir kızılötesi yayan diyot entegre eder. Temel işlevi, yüksek hızlı dijital sinyalleri minimum bozulma ile iletirken giriş ve çıkış devreleri arasında galvanik izolasyon sağlamaktır.

Bu serinin temel avantajı, yüksek hızlı performans (saniyede 15 Megabit'e kadar), düşük voltajlı 3.3V ve 5V CMOS mantık aileleriyle uyumluluk ve sağlam izolasyon özelliklerinin birleşiminde yatar. Cihazlar, zorlu uygulamalarda darbe transformatörleri ve diğer izolasyon yöntemlerinin yerini almak üzere tasarlanmış olup, güvenilir, kompakt ve yüzeye monte edilebilir bir çözüm sunar. Hedef pazarlar arasında endüstriyel otomasyon, telekomünikasyon, güç kaynağı kontrolü, bilgisayar çevre birimleri ve voltaj alanları arasında gürültüye dayanıklı veri iletimi gerektiren herhangi bir sistem bulunur.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihaz, tanımlı limitler dahilinde güvenilir çalışma için belirtilmiştir. Ana mutlak maksimum değerler şunları içerir: giriş LED'i için 20 mA ileri akım (I_F), 5V ters voltaj (V_R) ve giriş için 35 mW, çıkış için 85 mW güç dağıtım limitleri. Besleme voltajı (V_CC) ve çıkış voltajı (V_O) 5.5V'u aşmamalıdır. Kritik bir parametre, belirli nem koşullarında, giriş ve çıkış pinleri ayrı ayrı kısa devre yapılarak test edilen, bir dakika için 3750 V_ISOrms_{izolasyon voltajıdır (V}). Çalışma sıcaklığı aralığı -40°C ila +85°C arasındadır.

2.2 Elektriksel Özellikler

Detaylı DC parametreler sistem tasarımıyla uyumluluğu sağlar. Giriş LED'i, 8mA'de tipik olarak 1.4V ileri voltajına (V_F) sahiptir, maksimum 1.8V'dir. Çıkış özellikleri hem 3.3V hem de 5V besleme çalışması için tanımlanmıştır. Yüksek seviye çıkış voltajı (V_OH), 4mA çekerken V_CC'nin (min) 1V içinde olması garanti edilir. Düşük seviye çıkış voltajı (V_OL), giriş LED'i 8mA ile sürüldüğünde ve 4mA sağlarken tipik olarak 0.21V (3.3V) veya 0.17V (5V)'dir, bu da güçlü mantık seviyelerini sağlar. Geçerli bir düşük çıkış için giriş eşik akımı (I_FT) tipik olarak 2.5 mA, maksimum 5 mA'dir.

2.3 Anahtarlama Özellikleri

Bu bölüm dinamik performansı tanımlar. Yayılma gecikme süreleri (t_PHL ve t_PLH), 3.3V besleme için tipik 38-41 ns, 5V besleme için tipik 35-46 ns'dir ve belirtilen test koşullarında (I_F=8mA, C_L=15pF) maksimum 60 ns'dir. Sinyal bütünlüğünü etkileyen darbe genişliği bozulması (|t_PHL – t_PLH|) tipik olarak 6-8 ns, maksimum 30 ns'dir. Çıkış yükselme ve düşme süreleri (t_r, t_f) tipik olarak 5.5-6 ns'dir. Temel bir farklılaştırıcı, Ortak Mod Geçici Bağışıklığıdır (CMTI). EL086L varyantı hem yüksek hem de düşük çıkış durumları için minimum 10,000 V/µs garanti ederken, EL083L 5,000 V/µs garanti eder. Bu parametre, hızlı değişen toprak potansiyellerine sahip gürültülü ortamlarda kritiktir.

3. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası tipik elektro-optik karakteristik eğrilerine atıfta bulunur. Sağlanan metinde belirli grafikler detaylandırılmamış olsa da, bu tür eğriler tipik olarak giriş LED'i için ileri akım ve ileri voltaj arasındaki ilişkiyi, yayılma gecikmesinin sıcaklığa karşı değişimini ve ortak mod geçici bağışıklık performansını gösterir. Bu eğriler, tasarımcıların standart dışı koşullar altında cihaz davranışını anlaması ve hız, güç ve güvenilirlik için çalışma noktasını optimize etmesi için gereklidir.

4. Mekanik ve Paket Bilgisi

4.1 Paket Boyutları

Cihaz, 8-pin SOP paketinde bulunur. Boyut çizimi, PCB ayak izi tasarımı için kritik ölçümler sağlar; bunlar arasında toplam paket uzunluğu, genişliği, yüksekliği, bacak aralığı (tipik olarak 1.27mm) ve bacak boyutları bulunur. Doğru lehimleme ve mekanik uyum için bu boyutlara uyulması gereklidir.

4.2 Pin Konfigürasyonu ve Polarite

Pin çıkışı şu şekildedir: Pin 1 (Anot 1), Pin 2 (Katot 1), Pin 3 (Katot 2), Pin 4 (Anot 2), Pin 5 (Toprak), Pin 6 (V_OUT2), Pin 7 (V_OUT1), Pin 8 (V_CC). Bu konfigürasyon iki bağımsız kanalı destekler. Cihaz hasarını önlemek için giriş LED'leri (Anot/Katot) ve çıkış beslemesi (V_CC/GND) için doğru polarite bağlantısı zorunludur.

4.3 Önerilen PCB Pad Düzeni

Önerilen bir yüzey montaj pad düzeni sağlanmıştır. Not, bunun bir referans tasarım olduğunu ve belirli PCB üretim süreçleri ve termal gereksinimlere göre değiştirilmesi gerektiğini vurgular. Pad tasarımı, reflow lehimleme sonrasında güvenilir lehim filetoları ve mekanik dayanım sağlamayı amaçlar.

5. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Mutlak maksimum değerler, 10 saniye için 260°C lehimleme sıcaklığını (T_SOL) belirtir. Bu, tipik kurşunsuz reflow profilleriyle uyumludur. Termal hasardan kaçınmak için belirli PCB montajı için önerilen reflow profilinin takip edilmesi çok önemlidir. Cihaz, lehimlenebilirliği korumak için kullanımdan önce uygun koşullarda (T_STG: -55°C ila +125°C) saklanmalıdır.

6. Uygulama Önerileri

6.1 Tipik Uygulama Devreleri

Listelenen ana uygulamalar hat alıcıları, veri iletim sistemleri, veri çoğullama, anahtarlamalı güç kaynağı geri besleme izolasyonu, darbe transformatörü değişimi, bilgisayar çevre birimi arayüzleri ve yüksek hızlı mantık toprak izolasyonudur. Tipik bir devrede, giriş tarafı, I_F'yi ayarlamak için bir akım sınırlama direnci üzerinden bir mantık sinyali ile sürülür. Çıkış tarafı, kararlı çalışmayı sağlamak ve gürültüyü en aza indirmek için V_CC ve GND pinleri arasında mümkün olduğunca yakına bağlanmış bir bypass kapasitörü (0.1µF veya daha büyük, iyi yüksek frekans özelliklerine sahip) gerektirir.

6.2 Tasarım Hususları

• Güç Kaynağı Ayrıştırması:Çıkış tarafında yerel bir bypass kapasitörünün zorunlu kullanımı, belirtilen yüksek hızlı performansı ve gürültüye karşı bağışıklığı elde etmek için kritiktir.
• Giriş Akımı Ayarlaması:İleri akım (I_F), gerekli hız ve garanti edilen I_FT'ye göre ayarlanmalıdır. Önerilen 8mA'de çalışmak, uygun gürültü marjı ve anahtarlama hızını sağlar.
• Yük Hususları:Çıkış, 10 standart CMOS yükünü sürebilir. Veri sayfası, V_O/V_OH için I_OL.
• = ±4mA test koşullarını belirtir.Kanal Seçimi:

Uygulamanın elektriksel gürültü ortamına göre EL083L (5kV/µs CMTI) ve EL086L (10kV/µs CMTI) arasında seçim yapın.

7. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

EL08XL serisi, standart bir SOP-8 paketinde çift kanallı tasarımıyla kendini farklılaştırır ve iki tek kanallı cihaza kıyasla kart alanı tasarrufu sağlar. 3.3V/5V'da garanti edilen 15Mbit/s hız, modern dijital arayüzler için kilit bir performans göstergesidir. Yüksek Ortak Mod Geçici Bağışıklığı, özellikle EL086L'nin 10kV/µs derecesi, standart optokuplörlere kıyasla yüksek gürültülü endüstriyel ve güç dönüştürme ortamlarında üstün performans sağlar. Halojensiz, RoHS, REACH ve büyük uluslararası güvenlik standartlarına (UL, cUL, VDE vb.) uyumluluk, onu küresel pazarlar için uygun kılar.

8. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Mantığım 3.3V ise çıkış için 5V besleme kullanabilir miyim?_CCC: Çıkış katı hem 3.3V hem de 5V CMOS seviyeleriyle uyumludur. Ancak, 5V V_OH kullanıyorsanız, alıcı mantık cihazının 5V'ye dayanıklı olduğundan emin olmalısınız. V

5V'ye yakın olacaktır.

S: CMTI spesifikasyonunun amacı nedir?

C: CMTI, cihazın giriş ve çıkış toprakları arasındaki hızlı voltaj geçişlerini reddetme yeteneğini ölçer. Yüksek bir CMTI (örneğin, 10kV/µs), bu geçişlerin hatalı çıkış anahtarlamasına neden olmasını önler, bu da motor sürücüleri, güç kaynakları ve endüstriyel PLC'lerde hayati öneme sahiptir.

S: Giriş seri direncini nasıl hesaplarım?_{C: R}seri_{= (V}sürücü_F- V_F) / I_F. Veri sayfasından V_F'yi (maks 1.8V) kullanın ve I

'yi seçin (örneğin, tam performans için 8mA). Sürücünün gerekli akımı sağlayabildiğinden emin olun.

S: Çıkışta harici pull-up/pull-down gerekiyor mu?

C: Hayır. Çıkış, aktif bir CMOS push-pull katıdır, hem akım sağlama hem de çekme yeteneği sunar.

9. Pratik Tasarım ÖrneğiSenaryo:

Gürültülü bir motor kontrol kartındaki bir mikrodenetleyici ile temiz bir mantık kartındaki bir iletişim modülü arasında 3.3V UART (115200 baud) sinyalinin izolasyonu.Uygulama:_FBir EL086L'nin bir kanalını kullanın. Mikrodenetleyici tarafında, TX pinini bir 180Ω direnç üzerinden (3.3V sürücü ile ~8mA I_CC için) foto kuplör girişine (Anot) bağlayın. Katodu toprağa bağlayın. İzole tarafta, V_CC pinini (Pin 8) iletişim modülünün beslemesinden gelen 3.3V ile besleyin. Pin 8 (V_{) ve Pin 5 (GND) arasına doğrudan bir 0.1µF seramik kapasitör yerleştirin. Çıkışı (Pin 7, V}OUT1

) iletişim modülünün RX pinine bağlayın. EL086L'nin yüksek CMTI'si, motor sürücüsünden gelen toprak gürültüsüne rağmen veri bütünlüğünü sağlar.

10. Çalışma Prensibi

Cihaz, optik izolasyon prensibiyle çalışır. Giriş kızılötesi Işık Yayan Diyotuna (LED) uygulanan bir elektrik akımı, onun ışık yaymasına neden olur. Bu ışık, optik olarak şeffaf bir izolasyon bariyerinden (tipik olarak kalıplanmış bir polimer) geçer. Diğer tarafta, monolitik bir CMOS entegre devre fotodedektörü, alınan ışık yoğunluğunu tekrar bir elektrik sinyaline dönüştürür. Bu CMOS IC, temiz bir dijital dalga formu üretmek için amplifikasyon, şekillendirme ve bir push-pull çıkış katı içerir. Optik yol, giriş ve çıkış arasında elektriksel bir bağlantı olmadığı, sadece bir ışık hüzmesi olduğu için galvanik izolasyonu sağlar.

11. Endüstri Trendleri₂Dijital izolasyondaki trend, daha yüksek hızlar, daha düşük güç tüketimi, daha küçük paketler ve daha yüksek entegrasyondur. Bu seri gibi geleneksel optokuplörler basitlikleri ve yüksek izolasyon voltajları için popüler kalmaya devam ederken, kapasitif (SiO