8腳SOP高速1Mbit/s晶體管光電耦合器EL045X EL050X系列規格書 - SO-8封裝 - 電壓5V/15V/30V - 粵語技術文件

1. 產品概覽

EL045X同EL050X系列係專為要求嚴格嘅電子電路中嘅信號隔離而設計嘅高速、晶體管輸出光電耦合器（光耦）。每個器件都集成咗一個紅外發光二極管（LED），光學耦合到一個高速光電探測器晶體管。一個關鍵嘅架構特點係為光電二極管偏壓同輸出晶體管嘅集電極提供咗獨立連接。相比傳統嘅光電晶體管耦合器，呢個設計通過減少輸入晶體管嘅基極-集電極電容，顯著提升咗開關速度。器件採用緊湊嘅8腳小型封裝（SOP），符合標準SO-8封裝尺寸，適合空間受限嘅應用。

呢個系列嘅核心優勢在於佢結合咗高速數據傳輸能力（高達1 Mbit/s）同強勁嘅電氣隔離。佢哋提供高共模瞬態抗擾度（CMTI），特別係EL0453型號保證最小有15 kV/µs，令佢哋非常適合嘈雜環境，例如馬達驅動器同開關模式電源。呢個系列嘅特點係工作溫度範圍寬，符合國際安全同環保標準（UL、cUL、VDE、RoHS、無鹵素、REACH），並且提供唔同電流傳輸比（CTR）等級，以適應各種應用需求。

2. 技術參數深入分析

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗器件可能受損嘅應力極限。唔建議器件持續喺或接近呢啲極限下工作。

• 輸入（LED側）：最大連續正向電流（I_F）係25 mA。喺脈衝條件下（50%佔空比，1ms脈衝寬度），佢可以處理50 mA嘅峰值正向電流（I_FP）。對於非常短嘅脈衝（≤ 1µs，300 pps），允許非常高嘅峰值瞬態電流（I_Ftrans）1A。最大反向電壓（V_R）係5V。
• 輸出（探測器側）：平均輸出電流（I_O(AVG)）唔應該超過8 mA，峰值輸出電流（I_O(PK)）限制為16 mA。輸出電壓（V_O）範圍可以係-0.5V到+20V，供電電壓（V_CC）範圍係-0.5V到+30V。
• 隔離及熱特性：器件提供高隔離電壓（V_ISO）3750 V_rms（測試1分鐘）。工作溫度範圍（T_OPR）異常寬廣，從-55°C到+100°C。最高焊接溫度為260°C，持續10秒。

2.2 電氣及傳輸特性

除非另有說明，否則呢啲參數喺0°C至70°C嘅工作溫度範圍內得到保證。

• 輸入特性：LED嘅典型正向電壓（V_F）喺正向電流（I_F）為16 mA時係1.45V，最大值為1.8V。正向電壓具有約-1.9 mV/°C嘅負溫度係數。
• 輸出特性：關鍵參數包括邏輯高輸出電流（I_OH），呢個值非常低（漏電水平，典型值喺V_CC=5.5V時為0.001 µA），以及邏輯低（I_CCL，約140 µA）同邏輯高（I_CCH，約0.01 µA）狀態下嘅供電電流。
• 電流傳輸比（CTR）：呢個係定義光電耦合器效率嘅關鍵參數。該系列提供唔同嘅CTR等級：
  • EL0500：CTR 最小7%，最大50%（典型測試：I_F=16mA，V_O=0.4V）。
  • EL0501 / EL0452 / EL0453：CTR 最小19%，最大50%（典型測試：I_F=16mA，V_O=0.4V）。
  亦指定咗特定條件下（例如，EL0500為5%，其他型號喺V_O=0.5V時為15%）嘅較低保證CTR，確保喺唔太理想嘅條件下仍能正常工作。
• 邏輯低輸出電壓（V_OL）：器件處於"開"狀態時輸出端嘅最大電壓。典型值為0.18V，並保證低於0.4V或0.5V，具體取決於負載電流（I_O）。

2.3 開關特性

喺標準條件下（I_F=16mA，V_CC=5V，T_A=0至70°C）測量，呢啲參數定義咗器件嘅速度。

• 傳播延遲：
  • EL0500：到邏輯低（t_PHL）同到邏輯高（t_PLH）嘅傳播延遲時間最大值為2.0 µs，使用4.1 kΩ負載電阻（R_L）。
  • EL0501 / EL0452 / EL0453：開關速度更快，使用1.9 kΩ負載電阻時，t_PHL同t_PLH最大值為1.0 µs。
• 共模瞬態抗擾度（CMTI）：呢個參數衡量器件抑制其輸入同輸出地之間快速電壓瞬變嘅能力。對於隔離系統中嘅抗噪能力嚟講，呢個係一個至關重要嘅參數。
  • EL0453：提供卓越性能，喺共模電壓（V最小）為1500V峰峰值時，_CMCMTI最小值為15,000 V/µs。
  • EL0500 / EL0501 / EL0452：喺V典型=10V峰峰值時，_CMCMTI典型值為1,000 V/µs。
  CMTI分別針對輸出保持喺邏輯高（CM_H）同邏輯低（CM_L）狀態進行指定。

3. 性能曲線分析

規格書參考咗典型嘅電光特性曲線。雖然文本中冇提供具體圖表，但呢類器件嘅標準曲線通常包括：

• 電流傳輸比（CTR）對正向電流（I_F）：顯示效率如何隨LED驅動電流變化，通常喺特定I_F.
• 處達到峰值。_ACTR對環境溫度（T）：
• 說明耦合效率嘅溫度依賴性，通常隨溫度升高而降低。_L傳播延遲對負載電阻（R）：
• 演示開關速度如何受輸出負載影響。_F正向電壓（V_F）對正向電流（I）：
• 輸入LED嘅標準I-V曲線。輸出飽和電壓對輸出電流：

顯示光電晶體管飽和時集電極-發射極電壓同電流之間嘅關係。

呢啲曲線對於設計人員優化電路性能、選擇合適嘅工作點以及理解器件喺非標準條件下嘅行為至關重要。

4. 機械及封裝資訊

4.1 腳位配置及功能

• 器件採用8腳SOP封裝。有兩種主要嘅腳位配置，對應唔同嘅部件編號：
  1. 對於EL0500 / EL0501：
  2. 1. 無連接
  2. 陽極（LED +）3. 陰極（LED -）4. 無連接5. 地（GND）_OUT)6. 輸出（V_B7. 偏壓電壓（V） - 呢個腳位係提升速度嘅關鍵。_CC)
• 8. 供電電壓（V
  1. 對於EL0452 / EL0453：
  2. 1. 無連接
  2. 陽極（LED +）3. 陰極（LED -）4. 無連接5. 地（GND）_OUT)6. 輸出（V7. 無連接_CC)

8. 供電電壓（V_BEL0500/01中V

腳（第7腳）嘅存在允許外部偏壓光電二極管，呢個係實現更高速度嘅機制。EL0452/43型號可能內部配置咗呢個偏壓網絡。

5. 應用指引

5.1 典型應用電路

• 規格書包含用於測量開關時間同共模瞬態抗擾度嘅參考測試電路（圖8同圖9）。呢啲電路可作為實施指南：開關時間測試電路：_CC通常涉及通過限流電阻用脈衝發生器驅動輸入LED。輸出通過上拉電阻（R_L= 4.1kΩ或1.9kΩ，如指定）連接到V
• ，並用示波器監測。傳播延遲係喺輸入同輸出波形嘅50%點之間測量。瞬態抗擾度測試電路：_CM涉及喺短路嘅輸入腳（1-4）同短路嘅輸出腳（5-8）之間施加高壓、快速上升嘅共模脈衝（V

）。監測輸出狀態以確保佢唔會因瞬變而錯誤切換。

• 5.2 設計考慮因素LED限流：_F必須使用外部電阻同輸入LED串聯，以設定正向電流（I_F）。電阻值係根據供電電壓、LED嘅正向電壓（V_F）同所需嘅I
• （通常16 mA以獲得最佳速度/CTR）計算得出。_L輸出負載電阻（R）：_L上拉電阻嘅選擇會影響開關速度、功耗同邏輯電平。較小嘅R_L提供更快嘅上升時間，但當輸出為低電平時會增加功耗。規格書指定咗測試條件：EL0500用R
• =4.1kΩ，其他型號用1.9kΩ。抗噪性：
• 對於喺電氣嘈雜環境（馬達驅動器、工業控制）中嘅應用，選擇EL0453型號以獲得其高保證CMTI至關重要。適當嘅PCB佈局，包括短走線同靠近器件腳位嘅去耦電容，亦都係必不可少嘅。CTR衰減：

同所有光電耦合器一樣，呢啲器件嘅CTR會隨時間逐漸降低，特別係喺高溫同高LED電流下工作時。設計應包括足夠嘅餘量，以確保電路喺產品預期壽命內嘅功能。

6. 技術比較及選型指南

• EL045X/EL050X系列提供一系列針對唔同需求而定制嘅選項：EL0500 對比 EL0501 / EL0452 / EL0453：
• 主要區別在於電流傳輸比（CTR）。EL0500具有較低嘅最小CTR（7% 對比 19%），令佢適合輸入驅動電流可以較高嘅應用。其他型號提供更高嘅靈敏度。EL0453 對比 其他型號：EL0453因其保證最小
• 共模瞬態抗擾度為15 kV/µs而脫穎而出。呢個令佢成為高噪聲隔離應用（如開關電源反饋迴路或馬達驅動逆變器柵極驅動，呢啲地方電壓尖峰常見）嘅首選。其他型號指定典型CMTI為1000 V/µs。腳位配置：_BEL0500/01有一個有效嘅V

腳（7），而EL0452/43將佢設為NC。呢個反映咗為速度優化而進行嘅內部架構差異。選型總結：

需要最高抗噪性時選擇EL0453。需要更高靈敏度同標準速度時選擇EL0501/EL0452。對於成本敏感、較低CTR可接受且驅動電流唔係限制因素嘅應用，選擇EL0500。

7. 封裝及訂購資訊

• 器件提供唔同嘅封裝選項以適應生產需求。標準包裝：
• 每管100個。帶卷盤選項：
• 提供TA或TB卷盤類型，每卷2000個。呢個適合自動化表面貼裝組裝。VDE選項：
• 部件可以訂購帶VDE認證（以"-V"後綴表示）。部件編號：
  • 部件編號遵循格式：EL050X(Z)-V 或 EL045X(Z)-V，其中：
  • X = 器件編號（EL050x為0,1；EL045x為2,3）。
  • Z = 帶卷盤選項（TA、TB，或空白表示管裝）。
  -V = 可選VDE認證。

示例：EL0453(TA)-V 表示一個採用TA帶卷盤包裝並具有VDE批准嘅EL0453器件。

8. 工作原理_B器件基於光學耦合進行電氣隔離嘅原理工作。施加到輸入側嘅電信號會令紅外LED發出與電流成正比嘅光。呢啲光穿過絕緣間隙（通常係透明電介質）並照射到輸出側嘅光電探測器上。喺呢個系列中，探測器係一個連接到高速晶體管基極嘅光敏二極管。獨立嘅偏壓腳（某啲型號中嘅V_{）允許預偏壓光電二極管，從而最小化其結電容。當光照射到光電二極管時，佢會產生直接驅動晶體管基極嘅電流，令其導通。呢個設計避免咗標準光電晶體管基極-集電極結相關嘅大密勒電容，從而實現更快嘅開關速度——高達1 Mbit/s。光路提供電氣隔離，阻斷高電壓（高達3750 V}rms

）並抑制輸入同輸出電路之間嘅共模噪聲。

• 9. 應用場景開關模式電源（SMPS）反饋迴路：
• 從次級側向初級側控制器提供隔離電壓反饋，需要速度以確保迴路穩定性，同時需要高CMTI以承受開關噪聲。馬達驅動逆變器隔離：
• 隔離變頻驅動器中IGBT或MOSFET嘅柵極驅動信號。EL0453嘅高CMTI對於防止高dv/dt瞬變引起嘅錯誤觸發至關重要。工業通信接口：
• 作為隔離RS-485、CAN或Profibus網絡嘅線路接收器，保護敏感邏輯電路免受地環路同浪湧影響。電信設備：
• 在線路卡或接口模塊中提供信號隔離。替代低速光電晶體管耦合器：
• 升級現有設計以實現更高數據速率，而無需更改電路板佔位面積（兼容SO-8）。家用電器控制：

將用戶界面微控制器同電源開關部分隔離（例如，喺洗衣機、空調中）。

10. 常見問題 (FAQ)

Q1：EL0500同EL0501嘅主要區別係咩？

A1：主要區別在於保證嘅最小電流傳輸比（CTR）。EL0500嘅最小CTR較低（特定條件下為7%），而EL0501為19%。呢個意味住EL0501更靈敏，可以用稍低嘅輸入LED電流實現相同輸出，但喺為較高驅動電流而設計嘅電路中，EL0500可能已經足夠且更具成本效益。

Q2：我應該喺咩時候特別選擇EL0453型號？A2：當你嘅應用喺隔離地之間存在非常高電氣噪聲同快速電壓瞬變嘅環境中運行時，你應該選擇EL0453。其保證最小

15 kV/µs嘅共模瞬態抗擾度令佢對於喺馬達驅動器、大功率開關模式電源或工業控制系統中嘅可靠運行至關重要，其他型號喺呢啲環境中可能會出現錯誤切換。_{Q3：我點樣選擇LED限流電阻（R}series

）嘅值？_{A3：使用歐姆定律：R}series_{= (V}supply_F- V_F) / I_F。V_F係LED正向電壓（為設計餘量使用最大值1.8V）。I_{係你所需嘅工作電流（16 mA係獲得最佳性能嘅常見測試條件）。對於5V供電：R}series

≈ (5V - 1.8V) / 0.016A ≈ 200 Ω。始終檢查電阻中嘅功耗。

Q4：我可以將呢啲光電耦合器用於模擬信號隔離嗎？

A4：雖然可能，但佢哋主要設計用於數字（開/關）信號隔離，因為佢哋係晶體管輸出且具有非線性CTR特性。對於線性模擬隔離，專用嘅線性光電耦合器或隔離放大器會係更合適嘅選擇。_BQ5：EL0500/01上嘅V

腳有咩用途？_BA5：V