目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢同目標市場
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 2.3 傳輸特性同分級系統
- 3. 性能曲線分析
- 3.1 正向電流 vs. 正向電壓（圖1）
- 3.2 集電極電流 vs. 正向電流（圖2）同 CTR vs. 正向電流（圖3）
- 3.3 溫度依賴性（圖6同圖7）
- 3.4 開關特性（圖9）
- 4. 機械、封裝同組裝信息
- 4.1 引腳配置同極性
- 4.2 焊接同處理指南
- 5. 訂購信息同包裝
- 6. 應用指南同設計考慮
- 6.1 典型應用電路
- 6.2 關鍵設計考慮
- 抗噪能力：
- 對於嘈雜環境，喺輸入引腳之間靠近器件處添加一個小型旁路電容（例如0.1 μF）會有幫助。喺輸出端，對於高速信號，仔細嘅PCB佈局以最小化雜散電容非常重要。
- 7.1 與其他光耦合器嘅區別
- ）對於抑制高頻共模噪聲至關重要。喺隔離屏障兩側存在快速電壓瞬變嘅應用中（例如電機驅動），高C
- 會將噪聲從初級側耦合到次級側，可能導致故障。
- 8.1 基本工作原理
1. 產品概覽
EL3H7U-G系列係一類緊湊型、表面貼裝嘅光電晶體光耦合器（光耦），專為現代電子電路中嘅可靠信號隔離而設計。呢啲器件通過光喺兩個隔離電路之間傳輸電信號，發揮關鍵作用，從而防止一個電路中嘅高壓或接地迴路影響或損壞另一個電路。
核心結構包括一個砷化鎵紅外發光二極管（IRED）同一個矽NPN光電晶體，兩者以光學方式耦合。佢哋被密封喺綠色無鹵素化合物內，並封裝喺高度僅2.0毫米嘅4腳小型外廓封裝（SSOP）中。呢種封裝非常適合印刷電路板（PCB）上空間受限嘅應用。
1.1 核心優勢同目標市場
EL3H7U-G系列嘅主要優勢包括高隔離能力、緊湊嘅外形尺寸，以及符合國際安全同環保標準。其隔離電壓（Viso）高達3750 Vrms，為敏感電路提供強勁保護。無鹵素材料成分符合RoHS同REACH等環保法規。該器件已獲得UL、cUL、VDE、SEMKO、NEMKO、DEMKO、FIMKO同CQC等主要國際安全機構認證，適合需要認證元件嘅全球市場。
目標應用非常廣泛，主要集中喺電氣隔離同抗噪能力至關重要嘅領域。關鍵市場包括開關模式電源（SMPS），特別係DC-DC轉換器、工業可編程邏輯控制器（PLC）、電信設備，以及喺具有不同接地電位或阻抗水平嘅電路之間進行通用信號傳輸。
2. 深入技術參數分析
理解絕對最大額定值同電氣特性對於可靠嘅電路設計同確保光耦合器嘅長期可靠性至關重要。
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能遭受永久損壞嘅應力極限，唔適用於正常操作。
- 輸入端（LED側）：正向電流（IF）唔可以超過20 mA。反向電壓（VR）限制為5 V，呢點強調咗如果輸入端可能承受反向偏壓，就需要適當嘅極性保護。
- 輸出端（光電晶體側）：集電極電流（IC）額定值為30 mA。集電極-發射極電壓（VCEO）可承受高達60 V，而發射極-集電極電壓（VECO）則低得多，只有5 V，表明咗光電晶體擊穿特性嘅不對稱性。
- 熱性能同隔離：器件總功耗（PTOT）為200 mW。隔離電壓（VISO）3750 Vrms係喺受控濕度（40-60% RH）下，將引腳1-2同3-4短路後測試1分鐘得出嘅。工作溫度範圍指定為-40°C至+125°C。
2.2 電光特性
呢啲參數通常喺25°C下測量，定義咗器件喺正常工作條件下嘅性能。
- 輸入特性：正向電壓（VF）喺正向電流（IF）為1 mA時，典型值為1.3V，呢點對於驅動電路設計好重要。輸入電容（Cin）最高可達250 pF，可能會影響高頻開關性能。
- 輸出特性：集電極-發射極暗電流（ICEO）非常低（VCE=20V時最大100 nA），代表LED關閉時嘅漏電流。集電極-發射極飽和電壓（VCE(sat)）喺指定測試條件下（IF=3mA，IC=1.6mA）最大值為0.4V，表明晶體管完全導通時嘅壓降好低。
- 隔離參數：隔離電阻（RIO）最小值為5 x 1010Ω，隔離電容（CIO）最大值為1.0 pF。呢啲數值對於確定隔離屏障兩側嘅共模抑制比同高頻噪聲耦合至關重要。
2.3 傳輸特性同分級系統
電流傳輸比（CTR）係光耦合器最關鍵嘅參數，定義為輸出集電極電流（IC）與輸入LED正向電流（IF）嘅比率，以百分比表示：CTR = (ICF) * 100%。
EL3H7U-G系列採用CTR分級系統，為設計師提供一致嘅性能分檔：
- EL3H7U（標準級）：喺IF= 0.5 mA，VCE= 5V條件下，CTR範圍為50%至600%。
- EL3H7UA：CTR範圍為100%至200%。
- EL3H7UB：CTR範圍為150%至300%。
- EL3H7UC：CTR範圍為200%至400%。
呢種分級允許更精確嘅設計，特別係喿增益一致性好重要嘅電路中，例如電源嘅反饋迴路。標準部件提供最寬嘅範圍，適合CTR精確度要求唔高嘅通用應用。
3. 性能曲線分析
規格書提供咗幾幅圖表說明關鍵性能趨勢。必須注意，呢啲曲線代表典型行為，生產測試並唔保證。
3.1 正向電流 vs. 正向電壓（圖1）
呢幅圖顯示咗輸入IRED喺唔同環境溫度（-40°C、25°C、125°C）下嘅I-V特性。正向電壓（VF）具有負溫度係數，意味住喺給定電流下，佢會隨溫度升高而降低。呢係二極管嘅典型行為，必須喺熱管理同恆流驅動設計中考慮。
3.2 集電極電流 vs. 正向電流（圖2）同 CTR vs. 正向電流（圖3）
圖2繪製咗輸出集電極電流（IC）相對於輸入LED電流（IF）嘅關係，針對兩種唔同嘅集電極-發射極電壓（VCE=0.4V同5V）。喺較低電流下關係係線性嘅，但喺較高IF水平下顯示飽和，特別係喺較低VCE時。圖3顯示歸一化CTR隨IF增加而降低。呢表明器件喺較低驅動電流下效率最高（CTR最高），通常喺0.5 mA嘅測試條件附近。
3.3 溫度依賴性（圖6同圖7）
圖6表明，對於固定IC，集電極電流（IF）隨溫度升高而增加。圖7顯示歸一化CTR喺室溫附近達到峰值，並喺較高同較低溫度下降低。CTR嘅呢種溫度依賴性係一個關鍵設計因素。電路必須設計成喺整個指定溫度範圍內都能正常工作，並考慮增益嘅變化。
3.4 開關特性（圖9）
開關時間 vs. 負載電阻（RL）嘅圖表顯示，上升時間（tr）同下降時間（tf）都隨負載電阻減小而減小。使用較小嘅負載電阻可以實現更快嘅開關，但代價係輸出級功耗更高。測試電路（圖13）定義tr為輸出脈衝從10%到90%嘅時間，tf為從90%到10%嘅時間。
4. 機械、封裝同組裝信息
4.1 引腳配置同極性
該器件採用標準4腳SSOP封裝。引腳排列如下：引腳1：IRED陽極，引腳2：IRED陰極，引腳3：光電晶體發射極，引腳4：光電晶體集電極。喺PCB佈局同組裝期間必須遵守正確極性，以防損壞。
4.2 焊接同處理指南
焊接溫度（TSOL）嘅絕對最大額定值為260°C持續10秒。呢符合典型無鉛回流焊曲線。應遵循IPC/JEDEC J-STD-020關於濕度敏感器件嘅標準指南。器件應儲存喺其原始防潮袋中，袋內有乾燥劑，並喺受控條件下保存；如果袋子已打開或超過暴露時間限制，則應喺焊接前進行烘烤。
5. 訂購信息同包裝
部件編號結構如下：EL3H7U(X)(Y)-VG。
- X：CTR等級（A、B、C，或空白代表標準級）。
- Y：捲帶包裝選項（TA、TB或空白）。TA同TB可能指唔同嘅捲盤尺寸或包裝方向，每捲都包含5000個器件。
- V：可選VDE認證標記。
- G：表示無鹵素材料。
示例：EL3H7UB-TA-VG 表示一個B級CTR器件，採用TA捲帶包裝，具有VDE認證同無鹵素材料。
6. 應用指南同設計考慮
6.1 典型應用電路
主要應用係信號隔離。典型電路涉及用來自數字信號源（例如微控制器GPIO）嘅限流電阻驅動輸入LED。輸出光電晶體可用於共發射極配置（集電極連接上拉電阻，發射極接地）以產生反相輸出信號，或用於射極跟隨器配置以產生非反相信號。
6.2 關鍵設計考慮
- LED驅動電流：根據所需開關速度同CTR選擇IF。較低IF提供較高CTR但開關較慢。必須使用公式 R = (Vsource- VF) / IF.
- 計算串聯電阻。L輸出負載電阻（R）：L呢個電阻設定輸出電壓擺幅、開關速度同功耗。較小嘅RC.
- 提供更快開關，但輸出電壓擺幅較低，I較高。FCTR衰減：
- 光耦合器嘅CTR會隨時間衰減，特別係喺高溫同高LED電流下操作時。對於長壽命設計，應降低工作I並確保足夠嘅熱管理。
抗噪能力：
對於嘈雜環境，喺輸入引腳之間靠近器件處添加一個小型旁路電容（例如0.1 μF）會有幫助。喺輸出端，對於高速信號，仔細嘅PCB佈局以最小化雜散電容非常重要。
7. 技術比較同常見問題
7.1 與其他光耦合器嘅區別
EL3H7U-G系列通過其緊湊SSOP封裝、高達3750 Vrms嘅隔離額定值、寬廣嘅-40°C至+125°C工作溫度，以及全面嘅國際安全認證組合而與眾不同。許多競爭器件可能提供類似CTR或速度，但缺乏完整嘅認證套件或高溫能力。
7.2 常見問題（FAQ）
問：標準級同A/B/C級有咩區別？
答：標準級具有非常寬嘅CTR範圍（50-600%）。A、B同C級被分入更緊、有保證嘅CTR範圍（例如C級為200-400%）。對於需要可預測增益嘅設計，請使用分級部件。
問：我可以將佢用於交流輸入信號隔離嗎？
答：唔可以直接使用。輸入端係一個IRED，佢係一個二極管，只喺一個方向導通。要隔離交流信號，你需要先對其進行整流，或者使用專用嘅交流輸入光耦合器。r問：點樣計算最大數據速率？f答：最大數據速率受上升時間同下降時間之和（tr+ tr）限制。對於數字信號，粗略估計為 帶寬 ≈ 0.35 / (t
)。典型t
為8 μs時，帶寬約為44 kHz。對於可靠嘅數字通信，實際數據速率會更低。IO問：點解隔離電容咁重要？IO答：低隔離電容（C
）對於抑制高頻共模噪聲至關重要。喺隔離屏障兩側存在快速電壓瞬變嘅應用中（例如電機驅動），高C
會將噪聲從初級側耦合到次級側，可能導致故障。
8. 工作原理同技術趨勢
8.1 基本工作原理
光耦合器基於電-光-電轉換原理工作。施加到輸入端嘅電信號使IRED發出與電流成正比嘅紅外光。呢啲光穿過封裝內嘅透明隔離屏障。喺輸出端，光電晶體檢測到呢啲光，產生基極電流，進而控制更大嘅集電極電流。兩個電路喺電氣上係隔離嘅，只有光學耦合喺佢哋之間。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出嘅光通量，越高越慳電。 | 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出嘅總光量，俗稱"光亮度"。 | 決定燈具夠唔夠光。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），例如120° | 光強降至一半時嘅角度，決定光束闊窄。 | 影響光照範圍同均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），例如2700K/6500K | 光嘅顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色嘅能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，例如"5-step" | 顏色一致性嘅量化指標，步數越細顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色冇差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（納米），例如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應嘅波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。 | 影響顯色性同顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需嘅最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光嘅電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度同壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度同佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受嘅最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從芯片傳到焊點嘅阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），例如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片內部嘅實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED嘅"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（例如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 | 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色嘅變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 芯片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 芯片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、硅酸鹽、氮化物 | 覆蓋喺藍光芯片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面嘅光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度同配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼例如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼例如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落喺極細範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應嘅坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 喺恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下嘅壽命。 | 提供科學嘅壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認嘅測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（例如鉛、汞）。 | 進入國際市場嘅准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品嘅能效同性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |