固態繼電器 8-Pin DIP 雙通道規格書 - 8-Pin DIP 封裝 - 400V/600V 擊穿電壓 - 120mA/50mA 負載 - 粵語技術文檔

1. 產品概覽

EL840A同EL860A係通用型雙通道固態繼電器（SSR），採用緊湊嘅8-Pin DIP封裝。呢啲器件利用光耦合機制，輸入端採用AlGaAs紅外LED，同輸出端嘅高壓輸出檢測電路光學隔離。輸出檢測器由一個驅動MOSFET開關嘅光電二極管陣列組成。呢種配置提供咗等同於兩個獨立A型（常開）機電繼電器嘅電氣功能，相比機械繼電器，具有更高可靠性、更長壽命同更快切換速度。

1.1 核心優勢同目標市場

呢個SSR系列嘅主要優勢嚟自其固態設計。關鍵好處包括完全冇活動部件，消除咗觸點彈跳、電弧同機械磨損，從而實現極長嘅工作壽命同高可靠性。輸入同輸出之間嘅光學隔離提供咗5000 Vrms嘅高隔離電壓，增強系統安全性同抗噪能力。器件設計用於以高靈敏度同速度控制低電平模擬信號。佢哋緊湊嘅8-Pin DIP佔位面積適合高密度PCB佈局。目標應用包括工業自動化、電信設備、電腦外設同高速檢測機械，呢啲場合需要可靠、快速同隔離嘅信號或低功率負載切換。

2. 深入技術參數分析

EL840A同EL860A嘅性能由一系列全面嘅電氣、光學同熱參數定義。理解呢啲規格對於正確電路設計同可靠操作至關重要。

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅應力極限。喺呢啲條件下操作唔保證正常。

• 輸入（LED側）：最大連續正向電流（I_F）係50 mA。可以施加高達5V嘅反向電壓（V_R）。喺脈衝條件下（100Hz，0.1%佔空比）允許1A嘅峰值正向電流（I_FP）。輸入功耗（P_in）唔可以超過75 mW。
• 輸出（MOSFET側）：EL840A同EL860A之間嘅一個關鍵區別係佢哋嘅輸出電壓同電流額定值。EL840A嘅擊穿電壓（V_L）係400V，連續負載電流（I_L）額定值係120 mA。EL860A額定用於更高嘅600V擊穿電壓，但連續電流較低，為50 mA。設計師必須根據佢哋特定嘅電壓同電流要求選擇型號。EL840A嘅脈衝負載電流（I_LPeak）係300 mA，EL860A係150 mA，持續時間100ms。輸出功耗（P_out）限制喺800 mW。
• 隔離同熱：輸入同輸出之間嘅隔離電壓（V_iso）係5000 Vrms（測試1分鐘）。器件可以喺-40°C至+85°C嘅環境溫度範圍內工作，並可以喺-40°C至+125°C嘅溫度下儲存。喺回流焊過程中，焊接溫度唔應該超過260°C超過10秒。

2.2 電光特性

呢啲參數通常喺25°C下指定，定義咗SSR嘅操作行為。

• 輸入特性：輸入LED嘅正向電壓（V_F）喺驅動電流10mA時通常係1.18V，最大1.5V。反向漏電流（I_R）喺5V反向偏壓下最大為1 µA。
• 輸出特性：斷態漏電流（I_leak）非常低，當輸入LED關閉且輸出處於其最大額定電壓時，最大為1 µA。導通電阻（R_d(ON)）係影響電壓降同功率損耗嘅關鍵參數。EL840A嘅典型R_d(ON)係20Ω（最大30Ω），而EL860A喺最大負載下以10mA輸入電流驅動時，典型值係40Ω（最大70Ω）。
• 傳輸特性：呢個定義咗輸入同輸出之間嘅關係。完全激活輸出MOSFET所需嘅LED導通電流（I_F(on)）兩個型號最大都係5mA（典型3mA）。LED關斷電流（I_F(off)）最小為0.4mA，低於此值保證輸出關閉。呢個定義咗輸入電流滯後。
• 切換速度：導通時間（T_on）係從施加輸入電流到輸出達到其導通狀態值90%嘅延遲。對於EL840A，通常係0.4ms（最大3ms），對於EL860A，通常係1.4ms（最大3ms）。關斷時間（T_off）兩個型號通常都係0.05ms（最大0.5ms）。對於SSR嚟講，呢啲速度相對較快，適合許多信號切換應用。
• 隔離參數：隔離電阻（R_I-O）喺500V直流下最小為5 x 10¹⁰Ω。隔離電容（C_I-O）最大為1.5 pF，呢個對於高頻噪聲耦合考慮好重要。

3. 性能曲線分析

雖然規格書中引用咗特定圖形數據（典型電光特性曲線、導通/關斷時間圖），但文本數據允許分析關鍵趨勢。輸入LED嘅正向電流同正向電壓之間嘅關係將遵循標準二極管指數曲線。導通電阻喺特定條件下指定；佢具有正溫度係數，意味住佢會隨住輸出MOSFET嘅結溫升高而增加。切換時間取決於負載；指定時間係針對電阻性負載（R_L= 200Ω）。電容性或電感性負載會影響呢啲時間，可能需要緩衝網絡進行保護同時序穩定性。

4. 機械同封裝資料

4.1 引腳配置同原理圖

器件使用標準8-Pin DIP引腳排列。引腳1同3係兩個獨立輸入LED嘅陽極。引腳2同4係相應嘅陰極。輸出側由兩個獨立嘅MOSFET開關組成。對於每個通道，根據內部原理圖，漏極同源極端子連接到引腳5、6、7同8，允許作為SPST開關靈活連接。

4.2 封裝尺寸同選項

產品提供兩種主要封裝樣式：一種係帶通孔引腳嘅標準DIP型，同埋一種係選項S1型，即表面貼裝引腳形式（薄型）。為兩者提供詳細尺寸圖，包括本體長度、寬度、高度、引腳間距（DIP標準2.54mm）同引腳尺寸。對於SMD選項，亦提供推薦焊盤佈局，以確保可靠焊接同機械強度。

4.3 極性同器件標記

器件喺頂面標記。標記格式如下："EL"（製造商標識符），跟住係零件編號（例如860A）、一位數字年份代碼（Y）、兩位數字週代碼（WW），同可選嘅"V"表示VDE認證版本。正確識別引腳1（通常由封裝本體上嘅點或凹口標記）對於正確方向至關重要。

5. 焊接同組裝指引

5.1 回流焊溫度曲線

對於表面貼裝組件，必須遵循特定嘅回流焊溫度曲線以防止損壞。該曲線符合IPC/JEDEC J-STD-020D。關鍵參數包括：預熱階段從150°C到200°C，持續60-120秒；最大升溫速率為3°C/秒；液相線以上（217°C）時間為60-100秒；峰值封裝本體溫度為260°C，最多30秒。呢啲條件確保焊點形成良好，同時唔會使內部半導體結承受過度熱應力。

5.2 使用注意事項

強調咗幾個重要設計考慮。絕對唔可以超過電壓、電流同功率嘅絕對最大額定值。輸出MOSFET本身冇針對電壓瞬變或感性反衝嘅保護；喺惡劣電氣環境中，可能需要外部保護組件，例如緩衝器或TVS二極管。封裝嘅低熱質量意味住必須注意功耗同足夠嘅PCB銅面積用於散熱，特別係喺接近最大負載電流或高環境溫度下工作時。

6. 包裝同訂購資料

6.1 型號編碼系統

零件編號遵循結構：EL8XXA(Y)(Z)-V。

• XX：表示零件編號，係40（EL840A）或60（EL860A），定義電壓/電流額定值。
• Y：引腳形式選項。"S1"表示表面貼裝引腳形式。省略表示標準通孔DIP。
• Z：用於自動組裝嘅帶盤選項（TA、TB、TU、TD）。省略表示管裝。
• V：後綴表示VDE安全認證選項。

6.2 包裝規格

標準DIP版本以每管45個單位供應。表面貼裝選項（帶TA或TB帶嘅S1）以每卷1000個單位供應。提供詳細帶盤尺寸，包括袋尺寸（A、B）、袋深度（D0、D1）、進料孔間距（P0）同卷寬（W），呢啲對於同自動貼片設備嘅兼容性至關重要。

7. 應用備註同設計考慮

7.1 典型應用電路

SSR可以用於兩種主要配置：作為兩個獨立嘅單刀單擲（SPST）開關，或者通過適當連接輸出，作為單個A型轉換或其他配置。輸入LED通常由數字邏輯門或晶體管驅動，並根據電源電壓同所需LED電流（例如，10-20 mA用於完全輸出激活）計算限流電阻。輸出可以喺其電壓同電流額定值內切換直流或交流負載。對於交流負載，MOSFET體二極管將喺半週期內導通，因此器件本質上係一個雙向開關。

7.2 設計考慮

• 熱管理：計算功耗為P_diss= I_L²* R_d(ON)。確保唔超過器件總功耗（P_T= 850mW 最大）。使用足夠嘅PCB銅面積作為散熱器。
• 負載兼容性：SSR非常適合電阻性負載。對於電容性負載，湧入電流可能超過I_LPeak。對於電感性負載，使用緩衝網絡（跨負載嘅RC或瞬態電壓抑制器）來鉗位關斷時產生嘅電壓尖峰。
• 輸入驅動：確保輸入電流超過I_F(on)以可靠導通，並低於I_F(off)以可靠關斷。避免喺閾值電流附近使用緩慢嘅輸入信號邊沿。
• 隔離完整性：喺PCB上保持輸入同輸出電路之間適當嘅爬電距離同電氣間隙，以保持高隔離等級。

8. 技術比較同選型指南

呢個系列內嘅關鍵區別係電壓同電流能力之間嘅權衡。EL840A針對需要更高連續電流（高達120mA）但電壓較低（400V）嘅應用進行優化。佢具有更低嘅導通電阻，從而導致更少嘅電壓降同功率損耗。EL860A設計用於需要更高阻斷電壓（600V）但連續電流較低（50mA）嘅應用。其導通電阻更高。選擇應基於負載嘅峰值電壓同穩態電流。對於具有顯著湧入電流嘅負載（如燈或電容器），EL840A嘅更高脈衝電流額定值（300mA vs. 150mA）亦可能係決定因素。

9. 常見問題（基於技術參數）

9.1 呢款SSR可唔可以切換交流負載？

可以。輸出MOSFET結構及其固有體二極管允許雙向電流流動。因此，佢可以喺其擊穿電壓（V_L）額定值內切換交流電壓。電流額定值適用於直流同交流嘅峰值。

9.2 輸出檢測器中嘅光電二極管陣列有咩用途？

光電陣列喺被輸入側嘅紅外LED照射時產生電壓。呢個電壓用於驅動輸出MOSFET嘅柵極，使其導通。呢種方法提供完全嘅電氣隔離，因為唔需要電氣連接來偏置MOSFET柵極。

9.3 點樣將輸入端同5V微控制器連接？

使用一個簡單嘅串聯電阻。例如，對於5V嘅微控制器GPIO引腳，LED V_F約1.2V，同所需I_F10mA，電阻值R = (5V - 1.2V) / 0.01A = 380Ω。一個標準390Ω電阻就啱用。確保微控制器可以提供所需電流。

9.4 點解EL860A嘅導通時間比EL840A長？

更長嘅典型導通時間（1.4ms vs. 0.4ms）可能同EL860A中更高壓MOSFET嘅內部設計有關，佢哋可能具有不同嘅柵極電容，或者係針對600V工藝優化嘅光電驅動電路特性。

10. 工作原理

器件基於光學隔離同光電驅動原理工作。當正向電流施加到輸入AlGaAs紅外LED時，佢發光。呢啲光穿過隔離間隙並照射到輸出側嘅光電二極管陣列上。陣列將光能轉換為電能，產生足夠嘅電壓來偏置N溝道MOSFET嘅柵極使其導通。呢個喺漏極同源極端子之間創建一個低電阻路徑，閉合繼電器"觸點"。當輸入電流移除時，光發射停止，光電電壓衰減，MOSFET柵極放電，器件關閉並斷開電路。整個過程唔涉及物理接觸或磁耦合，確保長壽命同高抗噪能力。

11. 實用設計案例分析

場景：將24V直流、80mA傳感器信號同數據採集系統嘅模擬輸入隔離。

實施：選擇EL840A，因為其120mA電流額定值（提供餘量）同400V電壓額定值（遠超24V）。傳感器輸出通過5V電源軌上嘅330Ω電阻驅動SSR輸入，向LED提供約11mA電流，遠高於5mA最大I_F(on)。SSR輸出連接喺24V傳感器信號同數據採集輸入之間。喺採集輸入上放置一個10kΩ下拉電阻，以定義SSR關閉時嘅邏輯低狀態。低漏電流（最大1µA）確保SSR關閉時下拉電阻上嘅誤差電壓最小。快速切換速度（典型0.4ms）允許需要時快速採樣。5000Vrms隔離保護敏感嘅採集電路免受傳感器環境中接地迴路或瞬變嘅影響。

12. 技術趨勢同背景

固態繼電器代表咗一種成熟但不斷發展嘅技術。核心趨勢係朝向更高集成度、更細封裝同改進嘅性能指標。雖然呢款器件使用光電MOSFET驅動器，但亦存在其他技術，例如使用光電雙向可控矽驅動器進行交流切換，或者具有集成保護功能（過流、過溫）嘅更先進基於IC嘅設計。朝向表面貼裝封裝（如S1選項）嘅趨勢符合全行業自動化組裝同減少電路板空間嘅趨勢。高隔離電壓同多個國際安全認證（UL、VDE等）反映咗全球市場中系統安全性同可靠性日益重要，特別係喺工業同醫療設備中。未來發展可能集中於進一步降低導通電阻、提高高頻應用嘅切換速度，以及喺同一隔離封裝內集成更智能嘅控制同監控功能。