6-Pin DIP Sıfır Geçişli Triyak Sürücü Fotoğraf Kuplör EL303X/304X/306X/308X Serisi Veri Sayfası - Gerilim 250V-800V - İzolasyon 5000Vrms

1. Ürün Genel Bakışı

EL303X, EL304X, EL306X ve EL308X serileri, özellikle sıfır geçişli triyak sürücüler olarak tasarlanmış 6-pinli Çift Sıralı Paket (DIP) fotoğraf kuplör aileleridir. Bu cihazlar, düşük gerilimli mantık kontrol devreleri ile yüksek gerilimli AC güç hatları arasında kritik bir arayüz görevi görerek AC yüklerin güvenli ve verimli bir şekilde anahtarlanmasını sağlar. Temel işlev, galvanik izolasyon sağlarken, AC gerilim dalga formunun sıfır geçiş noktasında harici bir güç triyakını tetiklemektir; böylece elektromanyetik girişim (EMI) ve ani akım dalgalanmaları en aza indirilir.

Seri, öncelikle EL303X için 250V'dan EL308X için 800V'a kadar değişen tepe bloklama gerilimi kapasitesi ile farklılaşır ve bu da 110VAC ila 380VAC arasındaki geniş bir hat gerilimi yelpazesi için uygun hale getirir. Temel bir özellik, entegre sıfır geçiş algılama devresidir; bu devre, çıkış triyakının yalnızca AC hat gerilimi sıfır volt civarındayken tetiklenmesini sağlar. Bu cihaz, genellikle Katı Hal Röleleri (SSR'ler), motor kontrolörleri ve çeşitli endüstriyel ve tüketici cihazı kontrollerinde temel bileşen olarak kullanılır.

2. Teknik Parametrelerin Derin Nesnel Yorumu

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

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

• Giriş İleri Akımı (IF):Kızılötesi LED üzerinden geçen maksimum sürekli akım 60 mA'dır. Bunu aşmak LED'in bozulmasına veya tahrip olmasına neden olabilir.
• Giriş Ters Gerilimi (VR):LED, 6V'a kadar ters öngerilime dayanabilir.
• Giriş/Çıkış Güç Dağılımı:Giriş tarafı (PD) 100 mW, çıkış tarafı (PC) ise 300 mW olarak derecelendirilmiştir ve 85°C ortam sıcaklığının üzerinde belirtilen derecelendirme faktörleri vardır. Toplam cihaz dağılımı (PTOT) 330 mW'dır.
• Kapalı Durum Çıkış Terminal Gerilimi (VDRM):Bu, kritik farklılaştırma parametresidir. EL303X: 250V, EL304X: 400V, EL306X: 600V, EL308X: 800V. Cihaz, bloke edeceği tepe hat geriliminden daha yüksek bir VDRM derecesi ile seçilmelidir.
• İzolasyon Gerilimi (VISO):1 dakika için 5000 Vrms. Bu, giriş ve çıkış tarafları arasındaki dielektrik dayanımını belirtir ve güvenliği ve düzenleyici standartlara uyumu sağlar.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler, cihazın 25°C'de normal çalışma koşulları altındaki performansını tanımlar.

2.2.1 Giriş Karakteristikleri

• İleri Gerilim (VF):IF=30mA'de maksimum 1.5V. Bu, LED sürücü devresi için gerekli akım sınırlama direncinin hesaplanmasında kullanılır.
• Ters Kaçak Akım (IR):VR=6V'da maksimum 10 µA, ters öngerilimde çok düşük kaçak olduğunu gösterir.

2.2.2 Çıkış Karakteristikleri

• Tepe Bloklama Akımı (IDRM):Çıkış kapalı durumda ve dereceli VDRM'deyken çok düşük kaçak akım (maks. 100-500 nA). Daha düşük kaçak, güç verimliliği için daha iyidir.
• Tepe Açık Durum Gerilimi (VTM):Çıkış triyakı 100 mA tepe akımı iletirken maksimum 3V. Bu, iletim kaybını temsil eder.
• Kapalı Durum Geriliminin Kritik Yükselme Hızı (dv/dt):Minimum 600-1000 V/µs. Bu parametre, cihazın AC hattındaki hızlı gerilim geçişlerinden kaynaklanan yanlış tetiklemeye karşı bağışıklığını gösterir. Daha yüksek değerler daha iyidir.
• Engelleme Gerilimi (VINH):Maksimum 20V. Çıkış terminalleri arasındaki gerilim bu değeri aşarsa, LED açık olsa bile sıfır geçiş devresi tetiklemeyi engeller.

2.3 Transfer Karakteristikleri

Bu parametreler, giriş LED akımı ile çıkış triyak tetiklemesi arasındaki ilişkiyi tanımlar.

• LED Tetikleme Akımı (IFT):Bu, çıkış triyakının açılmasını garanti etmek için gereken maksimum akımdır. Seri, üç hassasiyet sınıfında sunulur: 15 mA (ELxx1), 10 mA (ELxx2) ve 5 mA (ELxx3). Daha düşük bir IFT, daha zayıf bir sürücü devresi kullanılmasına olanak tanır.
• Tutma Akımı (IH):Tipik değer 280 µA'dır. Bir kez tetiklendiğinde, çıkış triyakı üzerinden geçen akım bu değeri aştığı sürece açık kalacaktır. Bu, endüktif yüklerle kilitleme davranışını sağlamak için önemlidir.

Önerilen çalışma LED akımı, seçilen sınıf için maksimum IFT ile mutlak maksimum IF olan 60 mA arasında yer alır. IFT'nin üzerinde çalışmak güvenilir tetiklemeyi sağlar, ancak 60 mA'nin altında çalışmak uzun vadeli güvenilirliği sağlar.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Ürün ailesi, iki ana parametreye dayalı net bir sınıflandırma sistemi kullanır:

1. Gerilim Derecesi ('EL' sonrası İlk Rakam):Bu birincil sınıflandırmadır.
   • EL303X:250V bloklama gerilimi.
   • EL304X:400V bloklama gerilimi.
   • EL306X:600V bloklama gerilimi.
   • EL308X:800V bloklama gerilimi.
2. Hassasiyet Sınıfı (Parça Numarasının Son Rakamı, 'X'):Bu, LED tetikleme akımı gereksinimini tanımlar.
   • Sınıf '1':Maksimum tetikleme akımı (IFT) = 15 mA. En az hassas.
   • Sınıf '2':Maksimum tetikleme akımı (IFT) = 10 mA.
   • Sınıf '3':Maksimum tetikleme akımı (IFT) = 5 mA. En hassas.

Örneğin, bir EL3062, maksimum 10 mA tetikleme akımına sahip 600V dereceli bir fotoğraf kuplördür.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihaz davranışını standart dışı koşullar altında (örneğin, sıcaklık değişimleri) anlamak için gerekli olan tipik performans eğrilerine atıfta bulunur. Sağlanan metinde belirli grafikler detaylandırılmamış olsa da, bu tür cihazlar için tipik eğriler şunları içerir:

• İleri Akım vs. İleri Gerilim (IF-VF):Giriş LED'inin doğrusal olmayan ilişkisini gösterir, sürücü tasarımı için çok önemlidir.
• Tetikleme Akımı vs. Sıcaklık (IFT vs. Ta):Çıkışı tetiklemek için gereken LED akımı tipik olarak sıcaklık düştükçe artar. Bu, soğuk ortamlarda çalışan güvenilir sistemler tasarlamak için kritiktir.
• Açık Durum Gerilimi vs. Açık Durum Akımı (VTM-ITM):Çıkış triyakının iletim karakteristiklerini gösterir.

Tasarımcılar, belirli çalışma sıcaklık aralıkları için parametreleri uygun şekilde derecelendirmek amacıyla tam veri sayfası grafiklerine başvurmalıdır.

5. Şematik ve Pin Konfigürasyonu

Dahili şematik, fotoduyarlı triyak ve sıfır geçiş algılama devresini içeren bir silikon çipe optik olarak bağlanmış bir kızılötesi GaAs LED'i gösterir.

Pinout (6-Pin DIP):

1. Anot:Giriş LED'inin pozitif terminali.
2. Katot:Giriş LED'inin negatif terminali.
3. Bağlantı Yok (NC):Bu pin dahili olarak bağlı değildir.
4. Ana Terminal 2 (MT2):Çıkış triyakının ana terminallerinden biri.
5. Substrat:Dahili bağlantı.Harici olarak bağlamayın.
6. Ana Terminal 1 (MT1):Çıkış triyakının diğer ana terminali. Bu, tipik olarak kapı tetikleme sinyali için referans noktasıdır.

Çıkış (pin 4 ve 6), aslında yük akımını anahtarlayan harici, daha yüksek güçlü bir triyakın kapısına seri olarak bağlanacak şekilde tasarlanmıştır.

6. Ölçüm Metodolojisi: Statik dv/dt

Veri sayfası, Kapalı Durum Geriliminin Kritik Yükselme Hızını (dv/dt) ölçmek için ayrıntılı bir test devresi ve prosedürü sağlar. Bu test, cihazın gürültü bağışıklığını ölçmek için hayati öneme sahiptir.

Test Devresi:Yüksek gerilimli bir darbe kaynağı, bir seri RC ağı (RTEST, CTEST) üzerinden Test Edilen Cihaza (DUT) bağlanır. LED kapalıdır (IF=0).

Prosedür:Dereceli VDRM'ye eşit bir tepe değerine (VPEAK) sahip bir darbe uygulanır. RC ağının zaman sabitini (τ = R*C) değiştirmek için RTEST direnci değiştirilir, bu da DUT'a uygulanan gerilim rampasının eğimini (dv/dt) değiştirir. Eğim, DUT yanlışlıkla tetiklenene kadar artırılır. Ardından eğim, tetikleme tamamen durana kadar azaltılır. Bu eşikteki dv/dt değeri, 0.632 * VPEAK / τRC olarak hesaplanır.

Bu ölçülen değer, minimum dv/dt spesifikasyonunu (örneğin, EL308X için 600 V/µs) karşılamalı veya aşmalıdır.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Katı Hal Röleleri (SSR'ler):Birincil uygulama, ısıtıcılar, lambalar ve solenoidler gibi AC yükler için izolasyon ve sıfır geçişli anahtarlama sağlar.
• Endüstriyel Kontroller:PLC çıkışlarını motor şalterleri, kontaktörler ve valf aktüatörleri ile arayüzlemek için.
• Tüketici Cihazları:Güvenli AC anahtarlama için akıllı prizler, dimmerler ve cihaz kontrol kartlarında kullanılır.
• Sıcaklık Kontrolleri:Termostatlarda ve fırınlarda ısıtma elemanlarını anahtarlamak.

7.2 Tasarım Hususları

1. Gerilim Seçimi:Tepe AC hat geriliminin üzerinde bir güvenlik payı ile bir VDRM derecesi seçin. 240VAC hattı (tepe ~340V) için, EL304X (400V) minimumdur, ancak EL306X (600V) geçici durumlar için daha iyi bir pay sağlar.
2. LED Sürücü Devresi:Seri direnci hesaplayın: R = (Vcc - VF) / I_F_operating. I_F_operating'ın maksimum IFT (seçtiğiniz sınıf için) ile 60mA arasında olduğundan emin olun. 1 ve 2. sınıflar için tipik bir çalışma akımı 10-20 mA'dir.
3. Snubber Devreleri:Fotoğraf kuplörün kendisi iyi bir dv/dt derecesine sahip olsa da, harici güç triyakı, endüktif yüklerden gelen gerilim sivrilerini bastırmak ve yanlış tetiklemeyi veya hasarı önlemek için terminalleri arasında bir RC snubber ağı gerektirebilir.
4. Isı Dağılımı:Güç derecelendirme eğrilerine uyun. Çıkış güç dağılımı (PC) öncelikle açık durum gerilimi (VTM) ile harici triyakın kapı akımının çarpımından kaynaklanır. Maksimum ortam sıcaklığında toplam cihaz dağılımının (PTOT) sınırlar içinde olduğundan emin olun.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu sıfır geçişli triyak sürücü fotoğraf kuplör serisinin, sıfır geçişsiz tiplere veya temel opto-triyaklara kıyasla temel avantajları şunlardır:

• Azaltılmış EMI:Sıfır geçiş noktasında anahtarlama yaparak ani akım değişimi (di/dt) en aza indirilir, böylece iletken ve yayılan elektromanyetik girişim büyük ölçüde azaltılır.
• Daha Düşük Ani Akım:Akkor lambalar veya ısıtma elemanları gibi dirençli yükleri anahtarlarken yüksek ani akımları önler ve ömürlerini uzatır.
• Entegre Çözüm:İzolasyon, algılama ve tetikleme işlevlerini güvenilir bir 6-pin pakette birleştirir, ayrık sıfır geçiş devrelerine kıyasla tasarımı basitleştirir.
• Gerilim Aralığı:Geniş bloklama gerilimi aralığı (250V ila 800V), tek bir ürün ailesinde dünya çapındaki çoğu AC şebeke uygulamasını kapsar.
• Düzenleyici Uygunluk:Cihazlar, önde gelen uluslararası güvenlik kuruluşlarından (UL, cUL, VDE vb.) onaylar taşır, bu da nihai ürün sertifikasyonunu basitleştirir.

9. Teknik Parametrelere Dayalı Sık Sorulan Sorular

1. S: EL303X'i (250V) 120VAC hattında kullanabilir miyim?
   
   C: Evet. 120VAC'in tepe gerilimi ~170V'dur, bu da 250V derecesinin altındadır. Ancak, hat dalgalanmalarına karşı güvenilirlik için genellikle EL304X gibi daha yüksek dereceli bir parça önerilir.
2. S: "Substrat (bağlamayın)" pininin amacı nedir?
   
   C: Bu pin, silikon çip için dahili bir bağlantıdır. Harici olarak bağlantısız bırakılması çok önemlidir. Bağlanması dahili devreleri kısa devre yapabilir ve cihazı tahrip edebilir.
3. S: 1, 2 ve 3 hassasiyet sınıfları arasında nasıl seçim yapmalıyım?
   
   C: Sınıf 3 (5mA), daha yüksek değerli bir akım sınırlama direnci veya daha zayıf bir sürücü IC (örneğin, bir mikrodenetleyiciden) kullanılmasına olanak tanır, böylece güç tasarrufu sağlar ve sürücü bileşen stresini azaltır. Sınıf 1 (15mA), sürücü devresi güçlüyse ve sürücü maliyeti daha az önemliyse veya giriş tarafında daha yüksek gürültü bağışıklığı gerektiren uygulamalar için seçilebilir.
4. S: Çıkış akım derecesi (IT(RMS)) sadece 100mA. 10A'lık bir yükü anahtarlayabilir mi?
   
   C: Hayır. Bu cihaz birsürücüdür. 100mA çıkış, harici, çok daha büyük bir güç triyakının veya tristörün (örneğin, 10A veya 40A'lık bir TRIAC) kapısını tetiklemek için tasarlanmıştır. Harici bileşen, tam yük akımını işler.

10. Pratik Tasarım Örneği

Senaryo:5V'luk bir mikrodenetleyiciden 240VAC, 5A dirençli bir ısıtma elemanını anahtarlamak için bir katı hal rölesi tasarlamak.

1. Fotoğraf Kuplör Seçimi:EL3062'yi seçin. 600V derecesi, 340V tepe değerine göre iyi bir pay sağlar. Sınıf 2 (10mA IFT), hassasiyet ve sürücü kapasitesi arasında iyi bir dengedir.
2. LED Sürücü:Mikrodenetleyici pini (5V, maks. 20mA) LED'i sürer. VF ~1.3V. R = (5V - 1.3V) / 0.015A = ~247 Ohm. 220 Ohm'luk bir direnç kullanın, bu da IF ~17mA ile sonuçlanır, 10mA IFT'nin üzerinde ve 60mA maksimumun altındadır.
3. Harici Güç Triyakı:600V, 10A+ triyak seçin (örneğin, BTA16-600). Kapısını fotoğraf kuplörünün pin 6'sına (MT1) bağlayın. Fotoğraf kuplörünün pin 4'ünü (MT2), 100-200 Ohm'luk bir dirençle seri olarak AC hattına (yük üzerinden) bağlayın. Bu direnç, güç triyakının kapı akımını sınırlar.
4. Snubber:BTA16 triyakının ana terminalleri (A1/A2) arasına seri olarak 100 Ohm'luk bir direnç ve 0.1µF'lık bir kapasitör ekleyin.
5. İzolasyon:Fotoğraf kuplörün 5000Vrms izolasyonu, düşük gerilimli mikrodenetleyici devresini tehlikeli AC şebekesinden güvenli bir şekilde ayırır.

11. Çalışma Prensibi

Cihaz, optik kuplaj prensibiyle çalışır. Giriş Kızılötesi Işık Yayan Diyot (IR LED) üzerinden bir akım aktığında, foton yayar. Bu fotonlar bir izolasyon boşluğunu geçer ve çıkış tarafındaki fotoduyarlı bir silikon çipe çarpar. Bu çip, ışıkla aktifleştirilen bir triyak ve bir sıfır geçiş algılama devresi içerir. Algılama devresi, çıkış terminalleri (MT1-MT2) arasındaki gerilimi izler. Yalnızca bu gerilim belirli bir eşiğin (tipik olarak yaklaşık 20V, engelleme gerilimi VINH)veLED aydınlatıldığında, devre dahili triyakın tetiklenmesine izin verir. Bu, iletimin AC sinüs dalgasının sıfır voltu geçtiği noktaya çok yakın başlamasını sağlar. Bir kez tetiklendiğinde, triyak, yük akımı tutma akımını (IH) aştığı sürece, bir sonraki akım sıfır geçişine kadar kilitli kalır.

12. Sipariş Bilgileri

Parça numarası şu formata uyar: EL30XY(Z)-V

• X:Gerilim serisi (3,4,6,8).
• Y:Hassasiyet sınıfı (1,2,3).
• Bacak Formu Seçeneği:
  • Yok/M:Delikli DIP, tüp paketleme.
  • S / S1:Yüzey montaj bacak formu. S1, alçak profilli bir versiyondur.
• Şerit ve Makara Seçeneği (Z):SMD parçalar için TA veya TB, makara tipini belirtir.
• V:VDE güvenlik onayının dahil olduğunu belirtir.

Örnek: EL3062S-TA-V, TA şerit ve makara üzerinde, VDE onaylı, 600V, Sınıf 2, yüzey montaj cihazdır.