目录
1. 产品概述
EL060L是一款高速逻辑门光耦合器(光隔离器),专为要求严苛的电子电路中可靠的信号隔离而设计。它集成了一个红外发射二极管和一个带有可触发逻辑门输出的高速集成光电探测器。采用8引脚小外形封装(SOP),针对表面贴装技术(SMT)组装工艺进行了优化。其主要功能是在输入和输出电路之间提供电气隔离,消除地环路,并保护敏感逻辑电路免受电压尖峰和噪声的影响。
核心优势:该器件的关键优势包括高达每秒10兆比特(Mbit/s)的数据传输速率、双电源电压兼容性(3.3V和5V),以及出色的共模瞬态抗扰度(CMTI),最小值达10kV/μs。它提供的逻辑门输出能够驱动多达10个标准负载(扇出10)。此外,它在输入和输出侧之间实现了高达3750V有效值的高隔离电压,确保了强大的保护能力。
目标市场与应用:该组件适用于需要快速、隔离的数字信号传输的应用。典型用例包括通信接口中的地环路消除、不同逻辑系列之间的电平转换(例如,从LSTTL到TTL/CMOS)、数据传输与多路复用系统、开关电源中的隔离反馈、脉冲变压器的替代、计算机外围接口,以及在混合信号系统中提供高速逻辑地隔离。
2. 深入技术参数分析
2.1 绝对最大额定值
这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。不保证在这些条件下运行。
- 输入正向电流(IF):最大50 mA。超过此值可能损坏红外LED。
- 使能输入电压(VE):不得超过VCC超过500mV。
- 反向电压(VR):输入LED最大5 V。
- 电源电压(VCC):输出侧最大7.0 V。
- 输出电压(VO):最大7.0 V。
- 隔离电压(VISO):3750 V有效值,持续1分钟(测试条件:相对湿度40-60%,引脚1-4短路,引脚5-8短路)。
- 工作温度(TOPR):-40°C 至 +85°C。
- 焊接温度(TSOL):260°C,持续10秒(回流焊曲线)。
2.2 电气与传输特性
这些参数定义了器件在正常工作条件下的性能(TA= -40°C 至 85°C)。
输入特性:
- 正向电压(VF):典型值1.4V,在正向电流(IF)为10mA时最大为1.8V。
- VF:的温度系数:F约为-1.8 mV/°C,表明V
- 随温度升高而降低。IN输入电容(C):
典型值60 pF,影响高频输入驱动要求。
- 输出与电源特性: ICCH电源电流(高电平):F当输入关闭(I
- =0)且输出为高电平时,典型值为5mA(最大10mA)。 ICCL电源电流(低电平):F当输入开启(I
- =10mA)且输出为低电平时,典型值为9mA(最大13mA)。使能电压:E使能引脚(VEH)的高电平阈值(VEL)最小为2.0V,低电平阈值(V
- )最大为0.8V。内部集成了上拉电阻,无需外部电阻。输出逻辑电平:CC当VOL=3.3V时,在灌入13mA电流时,低电平输出电压(VOH)典型值为0.35V(最大0.6V)。高电平输出电流(I
- )能力在特定测试条件下规定。FT输入阈值电流(I):O为保证输出有效低电平(V
=0.6V)所需的输入电流典型值为3mA(最大5mA)。这是设计输入驱动电路的关键参数。
2.3 开关特性CC这些参数定义了高速数据传输至关重要的时序性能(条件:VF=3.3V,IL=7.5mA,CL=15pF,R
- =350Ω)。
- tPHL传播延迟:
- tPLH(高到低):典型值50ns,最大值75ns。
- (低到高):典型值45ns,最大值75ns。脉冲宽度失真(PWD):PHL|tPLH– t
- | 典型值为5ns,最大值为35ns。PWD越低,信号完整性越好。
- 上升/下降时间:r输出上升时间(t
- ):典型值50ns。f输出下降时间(t
- ):典型值10ns。
- tEHL使能传播延迟:
- tELH(使能到输出低):典型值15ns。
- (使能到输出高):典型值30ns。共模瞬态抗扰度(CMTI):MH隔离系统中抑制噪声的关键参数。CML和CCM均规定最小值均为10,000 V/μs,使用400V峰峰值共模电压(V
)进行测试。
3. 机械与封装信息
EL060L采用标准的8引脚小外形封装(SOP)。
- 3.1 引脚配置与功能引脚1:
- 无连接(NC)引脚2:
- 输入红外LED的阳极(A)。引脚3:
- 输入红外LED的阴极(K)。引脚4:
- 无连接(NC)引脚5:
- 输出侧的地(GND)。引脚6:OUT输出电压(V
- )。引脚7:E使能输入(V<)。高电平有效;逻辑高电平(>2.0V)使能输出,逻辑低电平(
- 0.8V)强制输出为高电平(参见真值表)。引脚8:CC输出侧的电源电压(V
)(3.3V或5V)。关键设计说明:CC必须在引脚8(V
)和引脚5(GND)之间连接一个0.1μF(或更大)的、具有良好高频特性的旁路电容(陶瓷或固态钽电容),并尽可能靠近封装引脚放置,以确保稳定运行并最小化开关噪声。
4. 真值表与功能描述
| 该器件作为具有使能功能的正逻辑门运行。输出状态取决于输入(LED)电流和使能引脚电压。 | 输入(LED)E) | 使能(VOUT) |
|---|---|---|
| )F输出(V | ) | H(I |
| 开启)FH(>2.0V) | L(低) | L(I |
| 关闭)FH(>2.0V) | H(高)| 开启) |
|
| L(F0.8V) | H(高)| 关闭) |
|
| L(F0.8V) | H(高) | H(I |
| 开启)FNC(悬空) | L(低)* | L(I |
关闭)
NC(悬空)EH(高)*E*由于内部上拉电阻,悬空的使能引脚默认为逻辑高电平状态。
本质上,当使能时(V
为高),光耦合器充当反相器:LED点亮(输入高)产生低输出,LED熄灭(输入低)产生高输出。当禁用时(V
为低),无论输入状态如何,输出都被强制为高电平,这对于三态总线控制或掉电模式非常有用。F5. 应用指南与设计考量CC5.1 典型应用电路
主要应用是数字信号隔离。输入侧需要一个与LED串联的限流电阻来设定所需的I
- (例如,5-10mA以确保开关动作)。输出侧直接连接到接收逻辑门的输入。如果不使用使能引脚,可以将其连接到V,或者由控制信号驱动以实现输出门控。F5.2 设计考量FT输入驱动:F.
- 确保驱动电路在整个工作温度范围内能够提供足够的I(≥ ICC),以保证正确的输出开关动作。考虑LED的V负温度系数。电源旁路:
- V/GND上的0.1μF电容对于稳定的高速运行是
- 必需的,并且必须靠近器件放置。
负载考量:
输出最多可驱动10个标准数字逻辑门输入(扇出10)。确保输出引脚上的总容性负载不要显著超过15pF的测试条件,以避免上升/下降时间和传播延迟恶化。
- PCB布局:在PCB上保持输入侧(引脚1-4区域)和输出侧(引脚5-8区域)之间有良好的隔离距离,以保持高电压隔离额定值。遵循适用于应用电压要求的爬电距离和电气间隙准则。<6. 合规性与可靠性信息
- 该器件为无卤素(Br900ppm,Cl
- 900ppm,Br+Cl
- 1500ppm)、无铅,并符合RoHS(有害物质限制)指令和欧盟REACH法规。
- 安全认证:
- UL(美国保险商实验室)和cUL(档案号 E214129)VDE(德国电气工程师协会)(档案号 40028116)
- 该器件为无卤素(Br900ppm,Cl
SEMKO、NEMKO、DEMKO、FIMKO(北欧安全机构)
这些认证表明该器件符合严格的电气隔离安全标准。
- 可靠性:性能在扩展的工业温度范围-40°C至+85°C内得到保证。PHL7. 测试电路与波形定义PLH数据手册包含用于表征开关参数的标准测试电路。r图12:f定义了传播延迟(t
- ,t)和输出转换时间(tEHL,tELH)的测试设置和测量点。延迟在输入电流波形的3.75mA点和输出电压波形的1.5V点之间测量。
- 图13:定义了使能传播延迟(tCM,t
)的测试设置,从使能输入的1.5V点测量。
图14:
- 说明了共模瞬态抗扰度(CMTI)的测试电路,在输入和输出地之间施加高压差分脉冲(V)以测量抗噪能力。
- 8. 焊接与操作该器件适用于标准的表面贴装组装工艺。
- 回流焊接:根据无铅组装的IPC/JEDEC J-STD-020标准,最高峰值焊接温度为260°C。器件在此温度下的暴露时间不应超过10秒。
存储:
在规定的存储温度范围-55°C至+125°C内,存放在干燥、防静电的环境中。
ESD预防措施:
与所有半导体器件一样,在操作过程中应遵守标准的ESD(静电放电)预防措施。CC?
9. 技术对比与市场定位
EL060L在市场上定位为通用型高速数字隔离器。其关键差异化优势在于结合了10Mbit/s的速度、双3.3V/5V电源兼容性,并在标准SOP-8封装中集成了使能/选通功能。与更简单的4引脚光耦合器相比,它提供了使能引脚的额外控制功能。与基于电容或磁耦合的更新、更专业的数字隔离器IC相比,它提供了经过验证的可靠性、高CMTI以及光耦技术的简洁性,对于不需要极高速率(>>10Mbit/s)的应用来说,通常成本更低。E10. 常见问题解答 (FAQ)
问:我可以为V
使用5V电源吗?
答:可以,该器件设计用于双3.3V和5V电源操作。确保旁路电容的电压额定值足以承受5V。
问:使能(VIN)引脚需要外部上拉电阻吗?
答:不需要。如数据手册所述,该器件内部集成了上拉电阻。IN问:使能引脚的作用是什么?答:它允许强制输出为高电平,从而有效禁用信号路径。这对于将总线接口置于高阻态、实现省电模式或多路复用多个隔离器输出非常有用。问:如何计算输入串联电阻(RF)?F答:R= (V驱动F- VF) / IF。为了保守设计以确保达到最小IIN,请使用最低工作温度下的V
F(最大值)
。例如,使用5V驱动,V
LED规格术语详解
LED技术术语完整解释
一、光电性能核心指标
| 术语 | 单位/表示 | 通俗解释 | 为什么重要 |
|---|---|---|---|
| 光效(Luminous Efficacy) | lm/W(流明/瓦) | 每瓦电能发出的光通量,越高越节能。 | 直接决定灯具的能效等级与电费成本。 |
| 光通量(Luminous Flux) | lm(流明) | 光源发出的总光量,俗称"亮度"。 | 决定灯具够不够亮。 |
| 发光角度(Viewing Angle) | °(度),如120° | 光强降至一半时的角度,决定光束宽窄。 | 影响光照范围与均匀度。 |
| 色温(CCT) | K(开尔文),如2700K/6500K | 光的颜色冷暖,低值偏黄/暖,高值偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| 显色指数(CRI / Ra) | 无单位,0–100 | 光源还原物体真实颜色的能力,Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性,用于商场、美术馆等高要求场所。 |
| 色容差(SDCM) | 麦克亚当椭圆步数,如"5-step" | 颜色一致性的量化指标,步数越小颜色越一致。 | 保证同一批灯具颜色无差异。 |
| 主波长(Dominant Wavelength) | nm(纳米),如620nm(红) | 彩色LED颜色对应的波长值。 | 决定红、黄、绿等单色LED的色相。 |
| 光谱分布(Spectral Distribution) | 波长 vs. 强度曲线 | 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 | 影响显色性与颜色品质。 |
二、电气参数
| 术语 | 符号 | 通俗解释 | 设计注意事项 |
|---|---|---|---|
| 正向电压(Forward Voltage) | Vf | LED点亮所需的最小电压,类似"启动门槛"。 | 驱动电源电压需≥Vf,多个LED串联时电压累加。 |
| 正向电流(Forward Current) | If | 使LED正常发光的电流值。 | 常采用恒流驱动,电流决定亮度与寿命。 |
| 最大脉冲电流(Pulse Current) | Ifp | 短时间内可承受的峰值电流,用于调光或闪光。 | 脉冲宽度与占空比需严格控制,否则过热损坏。 |
| 反向电压(Reverse Voltage) | Vr | LED能承受的最大反向电压,超过则可能击穿。 | 电路中需防止反接或电压冲击。 |
| 热阻(Thermal Resistance) | Rth(°C/W) | 热量从芯片传到焊点的阻力,值越低散热越好。 | 高热阻需更强散热设计,否则结温升高。 |
| 静电放电耐受(ESD Immunity) | V(HBM),如1000V | 抗静电打击能力,值越高越不易被静电损坏。 | 生产中需做好防静电措施,尤其高灵敏度LED。 |
三、热管理与可靠性
| 术语 | 关键指标 | 通俗解释 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温(Junction Temperature) | Tj(°C) | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C,寿命可能延长一倍;过高导致光衰、色漂移。 |
| 光衰(Lumen Depreciation) | L70 / L80(小时) | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的"使用寿命"。 |
| 流明维持率(Lumen Maintenance) | %(如70%) | 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 | 表征长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色漂移(Color Shift) | Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 | 使用过程中颜色的变化程度。 | 影响照明场景的颜色一致性。 |
| 热老化(Thermal Aging) | 材料性能下降 | 因长期高温导致的封装材料劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
四、封装与材料
| 术语 | 常见类型 | 通俗解释 | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 | EMC耐热好、成本低;陶瓷散热优、寿命长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装(Flip Chip) | 芯片电极布置方式。 | 倒装散热更好、光效更高,适用于高功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖在蓝光芯片上,部分转化为黄/红光,混合成白光。 | 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。 |
| 透镜/光学设计 | 平面、微透镜、全反射 | 封装表面的光学结构,控制光线分布。 | 决定发光角度与配光曲线。 |
五、质量控制与分档
| 术语 | 分档内容 | 通俗解释 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码如 2G、2H | 按亮度高低分组,每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批产品亮度一致。 |
| 电压分档 | 代码如 6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动电源匹配,提高系统效率。 |
| 色区分档 | 5-step MacAdam椭圆 | 按颜色坐标分组,确保颜色落在极小范围内。 | 保证颜色一致性,避免同一灯具内颜色不均。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组,每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
六、测试与认证
| 术语 | 标准/测试 | 通俗解释 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明维持测试 | 在恒温条件下长期点亮,记录亮度衰减数据。 | 用于推算LED寿命(结合TM-21)。 |
| TM-21 | 寿命推演标准 | 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA标准 | 照明工程学会标准 | 涵盖光学、电气、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保产品不含有害物质(如铅、汞)。 | 进入国际市场的准入条件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 针对照明产品的能效与性能认证。 | 常用于政府采购、补贴项目,提升市场竞争力。 |