EL101XH-G Fototransistör Optokuplör Veri Sayfası - 4 Pinli SOP Paket - 8mm Kaçak Yolu - 5000Vrms İzolasyon Gerilimi - Halojensiz - Basitleştirilmiş Çince Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

EL101XH-G serisi, zorlu elektronik uygulamalarda güvenilir sinyal izolasyonu için tasarlanmış bir dizi yüksek performanslı fototransistör optokuplördür (optik kuplör). Bu cihazlar, giriş ve çıkış devreleri arasında sağlam bir elektriksel izolasyon bariyeri sağlamak, toprak döngülerini, voltaj ani artışlarını ve gürültünün sistemin farklı bölümleri arasında yayılmasını önlemek üzere tasarlanmıştır. Temel işlevi, tüm bileşenler kompakt bir 4-pinli küçük şekilli paket (SOP) içinde paketlenmiş olarak, bir kızılötesi ışık yayan diyot ile bir silikon fototransistör dedektörün optik olarak kuplajı ile gerçekleştirilir.

Bu serinin önemli bir ayırt edici özelliği8 milimetrelik uzun kaçak yol mesafesi, bu da yüksek izolasyon voltajı gerektiren uygulamalarda güvenlik ve güvenilirliği önemli ölçüde artırır. Bu tasarım,5000 V_{efektif değer}İzolasyon voltajıderecelendirmesi, bu seriyi kullanıcı güvenliği ve ekipman korumasının çok önemli olduğu endüstriyel kontrol sistemleri, güç kaynakları ve cihazlar için uygun hale getirir. Cihaz ayrıcaHalojensizİmalat süreci, çevre düzenlemelerine uyum sağlamak için brom (Br) ve klor (Cl) içeriğini sınırlayarak gerçekleştirilir.

EL101XH-G serisinin hedef pazarı, endüstriyel otomasyon, telekomünikasyon, ölçüm cihazları ve tüketici elektroniğini kapsayan geniş bir yelpazedir. Tipik uygulamalar arasında programlanabilir mantık denetleyicilerinde (PLC) I/O modüllerinde izolasyon, telekomünikasyon ekipmanlarında sinyal iletimi, ölçüm cihazlarında arayüz izolasyonu ve fanlı ısıtıcılar gibi ev aletlerinde güvenlik izolasyonu yer alır.

2. Teknik Parametrelerin Detaylı Açıklaması

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihazda kalıcı hasara yol açabilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlarda veya üzerinde çalışma garantisi verilmez.

• Giriş İleri Akımı (I_F)): 50 mA (sürekli). Bu, giriş kızılötesi LED'inden geçebilecek maksimum doğru akımdır.
• Tepe ileri akımı (I_FP)): 1 A (1 µs darbeli). Bu değer, anahtarlama olayları sırasındaki kısa süreli akım dalgalanmalarına dayanmak için çok önemlidir.
• Giriş ters voltajı (V_R)): 6 V. Ters öngerilimde bu voltajın üzerine çıkmak LED'e zarar verebilir.
• Çıkış kollektör-emiter voltajı (V_CEO)): 80 V. Bu, taban (ışıkla sürülen) açık devre olduğunda, fototransistörün kollektörünün emitörüne göre dayanabileceği maksimum gerilimdir.
• Toplam Güç Harcaması (P_TOT)): 250 mW. Bu, tüm cihazın dağıtabileceği maksimum toplam güçtür ve giriş akımı/gerilimi ile çıkış akımı/geriliminin çarpımını sınırlar.
• İzolasyon Gerilimi (V_ISO)): 5000 V_{efektif değer}1 dakika süreyle devam eder. Bu kritik güvenlik parametresi, pin 1 ve 2 kısa devre, pin 3 ve 4 kısa devre durumunda test edilir ve bu iki grup arasına yüksek voltaj uygulanır.
• Çalışma sıcaklığı (T_OPR)): -55°C ila +125°C. Bu geniş aralık, zorlu endüstriyel ve otomotiv ortamlarında işlevselliği garanti eder.
• Kaynak sıcaklığı (T_SOL)): 260°C, 10 saniye süreyle. Bu, geri akış lehimleme işlemi için rehberlik sağlar.

2.2 Optoelektronik Özellikler

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

2.2.1 Giriş Karakteristiği (LED Tarafı)

• İleri yönlü voltaj (V_F)): Tipik değer 1.2V, I_F= 10 mA'de maksimum 1.4V. Bu, gerekli akım sınırlama direncinin hesaplanmasında kullanılır.
• Ters yönlü akım (I_R)): V_R= 6V'de maksimum 10 µA, diyodun iyi sızıntı özelliklerine sahip olduğunu gösterir.
• Giriş kapasitansı (C_in)): Tipik değer 50 pF. Bu, giriş tarafındaki yüksek frekanslı anahtarlama performansını etkiler.

2.2.2 Çıkış Karakteristiği (Fotosensör Transistör Tarafı)

• Kollektör-Emitör Karanlık Akımı (I_CEO)): V_CE= 48V, I_F= 0mA iken maksimum 200 nA. Bu, LED kapalıyken sızıntı akımıdır ve kapalı durum sinyal bütünlüğü için önemlidir.
• Kollektör-emiter çökme voltajı (BV_CEO)): I_C= 0.1mA iken minimum 80V, yüksek voltaj kapasitesini doğrulamaktadır.
• Kollektör-Emitör doyum gerilimi (V_CE(sat))): I_F= 10mA, I_C= 1mA iken maksimum 0.3V'dur. Çıkış, "açık" durumda bir anahtar olarak kullanıldığında düşük doyum gerilimi tercih edilir.

2.2.3 Transfer Karakteristiği

Bu parametreler, giriş ve çıkış arasındaki bağlaşım verimliliğini ve hızını tanımlar.

• Akım Transfer Oranı (CTR): Bu, temel performans göstergesidir ve belirli koşullar altında (V_C=5V, I_F=5mA) (I_CE/ I_F)* %100. EL101XH-G serisi, çok çeşitli CTR dereceleri sunar:
  • EL1010H: %50 ila %600 (geniş aralık)
  • EL1011H: %100 ila %200
  • EL1017H: %80 ila %160
  • EL1018H: %130 ila %260
  • EL1019H: %200 ila %400
  Daha yüksek CTR seviyesi, aynı çıkış akımını elde etmek için daha düşük giriş LED akımı kullanılmasına izin vererek güç kaynağı verimliliğini artırır.
• İzolasyon Direnci (R_IO)): 500V DC'de minimum 5 x 10¹⁰Ω. Bu son derece yüksek direnç değeri, dahili yalıtım malzemesinin kalitesini doğrulamaktadır.
• Yüzen kapasitans (C_IO)): Maksimum 1.0 pF. Bu düşük paketler arası kapasitans, gürültülü ortamlarda yüksek ortak mod geçici bağışıklığı (CMTI) elde etmenin anahtarıdır.
• Anahtarlama süresi: Test koşulu V_CE=5V, I_C=5mA, R_L=100Ω.
  • Açılma süresi (t_on): Tipik değer 12 µs.
  • Kapatma süresi (t_off): Tipik değer 10 µs.
  • Yükselme süresi (t_r) ve düşme süresi (t_f): her biri maksimum 18 µs.
  Bu hızlar, orta frekanslı (onlarca kHz) dijital sinyal izolasyonu için uygundur.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

EL101XH-G serisi,CTR tabanlı derecelendirme sistemi, bu farklı modeller arasındaki temel farktır. EL101XH-G modelindeki "X", CTR derecesini (0, 1, 7, 8, 9) temsil eder. Her derece, Bölüm 2.2.3'te ayrıntılı olarak açıklanan belirli minimum ve tipik CTR aralıklarına karşılık gelir. Bu, tasarımcıların uygulamaları için tam olarak gereken kazanca sahip cihazı seçmelerini sağlar. Daha yüksek bir CTR derecesi (örneğin EL1019H) seçmek, giriş LED'i için gereken sürücü akımını düşürerek güç tüketimini ve ısınmayı azaltabilir. Tersine, yeterli sürücü akımının olduğu uygulamalarda daha düşük bir CTR derecesi yeterli olabilir.

4. Performans Eğrisi Analizi

PDF "Tipik Optoelektronik Karakteristik Eğrisi" bulunduğunu belirtse de, metin içeriğinde spesifik bir grafik sağlanmamıştır. Genellikle, bu tür veri sayfaları aşağıdaki ilişkileri gösteren eğriler içerir:

• CTR ve İleri Akım (I_F)Bu eğri, akım transfer oranının LED sürücü akımına bağlı olarak nasıl değiştiğini gösterir. CTR genellikle çok yüksek I_Faltında ısınma ve verim düşüşü nedeniyle azalır.
• CTR ile Ortam Sıcaklığı (T_a)): Bu, termal tasarımın kilit eğrisidir. Foto-transistör kuplörlerin CTR'si genellikle negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir, yani sıcaklık arttıkça düşer. Tasarımcılar, çalışma sıcaklığı aralığı boyunca bu derecelendirme düşüşünü dikkate almalıdır.
• Kollektör Akımı ile Kollektör-Emitör Voltajı (I_C-V_CE)): Bu çıkış karakteristik eğrileri, farklı giriş akımları (I_F) için çizilmiş olup, fototransistörün çalışma bölgelerini (doyma bölgesi, kuvvetlendirme bölgesi) göstermektedir.
• İleri yönlü gerilim ile ileri yönlü akım (V_F-I_F)): Standart LED I-V eğrisi, giriş tarafındaki ısı yönetimi için faydalıdır.

Tasarımcılar, cihazın standart olmayan koşullardaki davranışını doğru bir şekilde simüle etmek için grafiksel şemalar içeren resmi veri sayfalarına başvurmalıdır.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Pin Konfigürasyonu

4-pin SOP paketinin aşağıdaki pin düzeni vardır:

1. Giriş kızılötesi LED'inAnot
2. 。Giriş kızılötesi LED'in
3. Katot。
4. Çıkış fototransistörününEmitör

。

Çıkış fototransistörünün

Kollektör

。

Bu, fototransistör optokuplörün standart konfigürasyonudur.5.2 Paket Boyutları ve Pad YerleşimiCihaz, "2.2 mm yüksekliğe sahip kompakt 4 bacaklı SOP" olarak tanımlanmaktadır. PDF, "Paket Boyutları" şemasını ve "Yüzey Montajı için Önerilen Pasta Düzeni"ni içerir. Pasta düzeni önerileri sadece referans içindir; veri sayfası, tasarımcıların pasta boyutlarını kendi spesifik PCB üretim süreçlerine ve termal gereksinimlerine göre değiştirmelerini açıkça önerir. Güvenilir lehimleme ve mekanik dayanım için doğru pasta tasarımı çok önemlidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Sağlanan temel parametreler

Kaynak Sıcaklığı260°C, 10 saniye süreyle. Bu, tipik kurşunsuz geri akış lehimleme eğrisi (IPC/JEDEC J-STD-020) ile uyumludur. Tasarımcılar ve üreticiler, iç epoksi kalıp bileşiğine ve tel bağlantılarına zarar gelmesini önlemek için geri akış fırın eğrilerinin bu sıcaklık süresini aşmamasını sağlamalıdır. Nem hassas cihazlar için (MSL seviyesi, metinde belirtilmemiştir ancak tam veri sayfasında kontrol edilmelidir), paketleme nominal seviyesini aşan ortam nemine maruz kaldığında fırınlama da dahil olmak üzere standart işlem prosedürleri takip edilmelidir.

• 7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri7.1 Model Adlandırma Kuralları
• XModel numarası aşağıdaki formata uyar:
• HEL101X H(Y)- VG
• EL101: Temel model.
• V: CTR seviyesi (0, 1, 7, 8, 9).
• G: Yüksek sıcaklıkta çalışma kabiliyetini ifade eder.

(Y)

: Şerit ambalaj seçeneği. TA, TB veya hiçbiri (tüp ambalaj anlamına gelir) olabilir.

: İsteğe bağlı son ek, VDE güvenlik sertifikasını belirtir.

• : Halojensiz yapıyı belirtir.Örnek: EL1018H-VG, CTR seviyesi 8 olan ve VDE sertifikalı halojensiz bir versiyondur.
• 7.2 Paketleme ÖzellikleriBu cihazın iki ana paketleme formu vardır:

Tüp paketleme

: Tüp başına 100 adet. Standart veya VDE sertifikalı versiyon seçenekleri mevcuttur.Şerit ve Makara Paketleme

• ELHer bobin 3000 adet içerir. İki farklı besleme yönü seçeneği (TA ve TB) sunar. Otomatik yüzey montaj makinesi programlama için veri sayfasında ayrıntılı bant ölçüleri (Ao, Bo, Po, P vb.) sağlanmıştır.
• 7.3 Cihaz TanımlamaSOP paketinin üst kısmında aşağıdaki kod işaretlenmiştir:
• HEL 101X H Y WW V
• Y: Üretici kodu.
• WW101X
• V: Cihaz numarası (X, CTR seviyesini belirtir).

Yüksek Sıcaklıkta Çalışma Etiketi.

1 Haneli Yıl Kodu.

2 Haneli Hafta Kodu.

1. VDE sertifikalı versiyon için isteğe bağlı işaret.8. Uygulama Önerileri_CC8.1 Tipik Uygulama Devresi
2. Optokuplörler iki ana modda kullanılabilir:Dijital anahtar/yalıtım

: Giriş LED'i dijital bir sinyalle (örneğin bir mikrodenetleyici GPIO'sundan) sürülür. Fotosensörlü transistör çıkışı, bir çekme direnci üzerinden hattı toprağa veya V'ye çeken bir anahtar görevi görür.

• . Anahtarlama süresi özellikleri maksimum veri hızını belirler.Lineer sinyal izolasyonuFoto transistörün kazanç bölgesinde (doyma bölgesi dışında) çalıştırılarak analog sinyallerin iletimi için kullanılabilir. Ancak, CTR'nin doğrusal olmaması ve sıcaklıkla değişmesi, ek bir telafi devresi olmadan bu işlemi zorlaştırır. Bu tür görevler için, özel lineer optokuplörların kullanımı daha yaygındır.8.2 Tasarım Hususları_FGiriş akımı sınırlaması_：Her zaman_{Giriş LED'i ile seri olarak bağlanan bir harici direnç, ileri yön akımını (I}) ayarlamak için gereklidir. R_Flimit_F= (V_Fsürücü
• - V) / I
• . I'ın sağlandığından emin olun_L)50 mA DC'yi aşmamalıdır._LCTR sıcaklıkla düşer_L: Yüksek sıcaklıklarda CTR düşüşünü dikkate alın. Devreyi, maksimum çalışma sıcaklığında ve seçilen sınıfın minimum CTR değeri kullanıldığında bile düzgün çalışacak şekilde tasarlayın.
• Çıkış yük direnci (R): Kollektör yukarı çekme direncinin değeri anahtarlama hızını, güç tüketimini ve gürültü bağışıklığını etkiler. Daha küçük R

daha hızlı anahtarlama hızı sağlar ancak daha yüksek akım tüketimi olur. R

= 100Ω test koşulu karakterizasyon için kullanılır; gerçek değerler genellikle 1kΩ ile 10kΩ arasındadır.

• Gürültü Bağışıklığı：低耦合电容（<1pF）提供了良好的共模抑制。对于非常嘈杂的环境，确保布局干净，接地良好，并考虑在输出侧电源轨之间添加一个小旁路电容（例如0.1µF）。
• 9. Teknik Karşılaştırma ve Avantajlar_{EL101XH-G serisi, birkaç temel özellik ile piyasada öne çıkar:})Uzun kaçak yolu (8mm)
• Standart SOP optokuplörlere kıyasla, bu uzatılmış kaçak yolu, güçlendirilmiş yalıtım gerektiren veya kirli ortamlarda çalışan uygulamalar için önemli bir avantajdır, çünkü yüzeyde kaçak oluşma riskini azaltır.Yüksek yalıtım voltajı (5000V
• efektif değer): Bu, endüstriyel şebeke bağlantılı cihazlar (örneğin 240V/480V sistemleri) için uygun, sağlam bir izolasyon derecelendirmesidir.
• Halojensiz standarda uygundur.): Yeşil elektronik ürünlerde giderek daha önemli hale gelen, halojen içeriğinin azaltılmasına yönelik çevresel ve düzenleyici gereksinimleri karşılar.

Geniş çalışma sıcaklığı aralığı (-55°C ila +125°C)

Tipik ticari aralığın (0°C ila 70°C) ötesine geçerek, endüstriyel, otomotiv ve askeri sınıf uygulamalar için uygun hale getirir.
Bekleyen güvenlik sertifikaları

Veri sayfası, UL, cUL, VDE, SEMKO, NEMKO, DEMKO, FIMKO ve CQC sertifikalarını "beklemede" olarak listeler. Bu, cihazın bu katı uluslararası güvenlik standartlarını karşılamak üzere tasarlandığını gösterir.
10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S1: Uzun kaçak yol mesafesinin amacı nedir?
C1: Kaçak yol, iki iletken bileşen (giriş ve çıkış bacakları) arasında, yalıtım paket yüzeyi boyunca en kısa yoldur. 8 mm'lik mesafe, özellikle nemli veya kirlenmiş ortamlarda, yüksek voltaj arkına veya paket yüzeyi boyunca oluşabilecek kaçak akımlara karşı korumayı artırarak uzun vadeli güvenilirlik ve güvenliği geliştirir.

Q2: Doğru CTR Seviyesi Nasıl Seçilir?
A2: Kullanılabilir sürücü akımınıza ve gerekli çıkış akımınıza göre seçim yapın. Mikrodenetleyiciniz yalnızca 5mA sağlayabiliyorsa, yeterli çıkış akımı için yüksek CTR seviyesi (örneğin EL1019H) seçin. Yeterli sürücü akımınız varsa, daha düşük bir seviye daha uygun maliyetli olabilir. Daima en kötü duruma (en yüksek sıcaklıktaki minimum CTR) göre tasarım yapın._{Q3: Bu, AC sinyal izolasyonu için kullanılabilir mi?}Q4: İzolasyon voltajı ile kollektör-emitör voltajı derecelendirmesi arasında ne fark vardır?A4: İzolasyon voltajı (5000Vefektif değer) paketlemeGiriş ve çıkış tarafı arasında

dielektrik dayanım gerilimidir. Kollektör-emitör gerilimi (80V), normal çalışma sırasında

çıkış transistörünün kendi uçlarına uygulanabilirmaksimum voltaj. Bunlar tamamen farklı parametrelerdir.

11. Gerçek Tasarım Vaka Çalışmaları

1. Senaryo:Endüstriyel bir PLC modülünde, bağımsız bir güç alanındaki 24V röle bobinini kontrol etmek için 3.3V bir mikrodenetleyici GPIO sinyalini izole etmek._FTasarım Adımları:_FGiriş Tarafı:_{MCU GPIO 3.3V'dur. İstenen I}5mA, tipik V
2. 1.2V, Rlimit_F= (3.3V - 1.2V) / 0.005A = 420Ω. Standart 430Ω direnç kullanın.
3. CTR Seçimi:Röle bobinini süren transistörün bazı yaklaşık 5mA gerektirir. I_L=5mA'da, gerekli minimum CTR = (5mA / 5mA)*100% = 100%. 125°C'de (düşük CTR) çalışmayı sağlamak için yeterli marjı olan bir derece seçin. EL1018H (minimum CTR %130) iyi bir seçimdir.
4. Çıkış Tarafı:Çekme direnci (R) aracılığıyla fototransistörün kollektörü 24V güç kaynağına bağlanır.

Emitör, bir röle sürücü transistörünün (bir NPN BJT veya N-kanal MOSFET kapısı) beyzine bağlanır. MCU çıkışı yüksek olduğunda, LED iletir, fototransistör doyuma ulaşır ve beyzi toprak potansiyeline yakın çekerek sürücüyü kapatır. MCU çıkışı düşük olduğunda, LED kapanır, fototransistör kesime gider ve ayrı bir öngerilim direnci, röleyi aktifleştirmek için sürücü beyzini yükseğe çeker. Röle bobini üzerinde bir serbest dolaşım diyodu gereklidir.

Yerleşim:

PCB üzerinde giriş ve çıkış izlerini fiziksel olarak ayırın. Baypas kapasitörlerini bileşen bacaklarına yakın konumlandırın. Güvenilir lehimleme için önerilen pad düzenini takip edin.

1. Bu tasarım, hassas mikrodenetleyiciyi endüktif röle bobinlerinden kaynaklanan geçici etkilerden koruyan sağlam bir izolasyon sağlar.12. Çalışma PrensibiOptokuplör (veya optik izolatör), iki izole devre arasında elektrik sinyali iletmek için ışık kullanan bir cihazdır. EL101XH-G serisinde:UygulananGiriş pinlerine (anot ve katot)
2. akım, entegre
3. kızılötesi ışık yayan diyot (LED)Foton yay.Bu fotonlar, paket içindeki şeffaf yalıtım malzemesinde (genellikle kalıplanmış epoksi reçine) yayılır.Foton çarpar..
4. Çıkış tarafı的 pinler.
5. Silikon fototransistör_Ctaban bölgesi._FIşık enerjisi, taban bölgesinde elektron-boşluk çiftleri oluşturarak etkin bir şekilde taban akımı görevi görür ve transistörün

Kollektör ve emetör

arasında iletim sağlanır.

Çıkış kollektör akımının (I

• ) büyüklüğü, giriş LED akımının (I) ile orantılıdır, orantı sabiti akım transfer oranıdır (CTR).
• Anahtar nokta, giriş ve çıkış arasındaki tek bağlantının bir ışık demeti olmasıdır; bu, yalıtım bariyerinin özellikleri ve LED ile fototransistör çipi arasındaki iç mesafe tarafından belirlenen üstün elektriksel izolasyon sağlar.13. Sektör Eğilimleri
• Optokuplörler gibi izolasyon bileşenlerinin pazarı, birkaç önemli eğilimin itici gücüyle gelişmektedir:Daha Yüksek Hız ve Bant Genişliği:
• İzole ağlarda USB, CAN FD ve Ethernet gibi iletişim protokollerini destekleyebilen dijital izolatörlere ve yüksek hızlı optokuplörlere olan artan talep, veri hızlarını onlarca ve yüzlerce Mbps seviyelerine taşımaktadır.Entegrasyon:
• Eğilim, birden fazla izolasyon kanalını tek bir pakette entegre etmek veya izolasyonu güç MOSFET/IGBT kapı sürücüleri gibi diğer işlevlerle birleştirmektir.Gelişmiş Güvenlik ve Güvenilirlik Standartları:

Endüstriyel, otomotiv (ISO 26262) ve tıbbi cihaz alanlarındaki düzenlemeler sıkılaşmaya devam ederek, bileşenlerin daha yüksek sertifikalı izolasyon seviyelerine, daha uzun kaçak yol/elektriksel boşluklara ve kanıtlanmış güvenilirlik verilerine sahip olmasını gerektirmektedir.