目錄
1. 產品概覽
EL303X、EL304X、EL306X同EL308X系列係專為零點交叉三端雙向可控矽驅動而設計嘅6腳雙列直插式封裝光電耦合器系列。呢啲器件係低壓邏輯控制電路同高壓交流電源線之間嘅關鍵介面，能夠安全高效噉開關交流負載。核心功能係提供電氣隔離，同時喺交流電壓波形嘅零點交叉點觸發外部功率三端雙向可控矽，從而最大限度噉減少電磁干擾同湧浪電流。
呢個系列主要係通過其峰值阻斷電壓能力嚟區分，由EL303X嘅250V到EL308X嘅800V，適用於110VAC到380VAC嘅廣泛線路電壓範圍。一個關鍵特徵係集成咗零點交叉檢測電路，確保輸出三端雙向可控矽只喺交流線路電壓接近零伏時先會觸發。呢個器件通常用作固態繼電器、摩打控制器同各種工業同消費電器控制嘅核心元件。
2. 技術參數深度客觀解讀
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。喺呢啲條件下操作唔保證正常。
- 輸入正向電流 (IF)：流經紅外LED嘅最大連續電流係60 mA。超過呢個值可能會降低或損壞LED。
- 輸入反向電壓 (VR)：LED可以承受高達6V嘅反向偏壓。
- 輸入/輸出功耗：輸入側 (PD) 額定為100 mW，輸出側 (PC) 額定為300 mW，喺環境溫度高於85°C時有指定嘅降額因子。器件總功耗 (PTOT) 係330 mW。
- 關斷狀態輸出端電壓 (VDRM)：呢個係關鍵區分參數。EL303X：250V，EL304X：400V，EL306X：600V，EL308X：800V。必須選擇VDRM額定值高於其將要阻斷嘅峰值線路電壓嘅器件。
- 隔離電壓 (VISO)：1分鐘內5000 Vrms。呢個指定咗輸入側同輸出側之間嘅介電強度，確保安全同符合監管標準。
2.2 電光特性
呢啲參數定義咗器件喺25°C正常操作條件下嘅性能。
2.2.1 輸入特性
- 正向電壓 (VF)：喺IF=30mA時最大為1.5V。呢個用嚟計算LED驅動電路所需嘅限流電阻。
- 反向漏電流 (IR)：喺VR=6V時最大為10 µA，表示反向偏壓下漏電流非常低。
2.2.2 輸出特性
- 峰值阻斷電流 (IDRM)：當輸出處於關斷狀態且喺額定VDRM下時，漏電流非常低（最大100-500 nA）。漏電流越低，電源效率越好。
- 峰值導通電壓 (VTM)：當輸出三端雙向可控矽導通100 mA峰值電流時，最大為3V。呢個代表導通損耗。
- 關斷狀態電壓臨界上升率 (dv/dt)：最小600-1000 V/µs。呢個參數表示器件對交流線路上快速電壓瞬變引起嘅誤觸發嘅抗干擾能力。數值越高越好。
- 抑制電壓 (VINH)：最大20V。如果輸出端之間嘅電壓超過呢個值，即使LED著咗，零點交叉電路都會阻止觸發。
2.3 傳輸特性
呢啲參數定義咗輸入LED電流同輸出三端雙向可控矽觸發之間嘅關係。
- LED觸發電流 (IFT)：呢個係保證輸出三端雙向可控矽導通所需嘅最大電流。呢個系列提供三種靈敏度等級：15 mA (ELxx1)、10 mA (ELxx2) 同 5 mA (ELxx3)。較低嘅IFT允許使用較弱嘅驅動電路。
- 保持電流 (IH)：典型值係280 µA。一旦觸發，只要流經輸出三端雙向可控矽嘅電流超過呢個值，佢就會保持導通。呢個對於確保感性負載嘅鎖存行為好重要。
建議嘅操作LED電流介乎所選等級嘅最大IFT同絕對最大IF 60 mA之間。喺IFT以上操作確保可靠觸發，但喺60 mA以下操作確保長期可靠性。
3. 分級系統說明
呢個產品系列基於兩個關鍵參數使用清晰嘅分級系統：
- 電壓額定值 ('EL'後嘅第一個數字)：呢個係主要分級。
- EL303X：250V阻斷電壓。
- EL304X：400V阻斷電壓。
- EL306X：600V阻斷電壓。
- EL308X：800V阻斷電壓。
- 靈敏度等級 (零件編號最後一個數字，'X')：呢個定義咗LED觸發電流要求。
- 等級 '1'：最大觸發電流 (IFT) = 15 mA。靈敏度最低。
- 等級 '2'：最大觸發電流 (IFT) = 10 mA。
- 等級 '3'：最大觸發電流 (IFT) = 5 mA。靈敏度最高。
例如，EL3062係一個額定電壓600V、最大觸發電流10 mA嘅光電耦合器。
4. 性能曲線分析
規格書參考咗典型性能曲線，呢啲對於理解器件喺非標準條件下（例如溫度變化）嘅行為至關重要。雖然提供嘅文本中冇詳細說明具體圖表，但呢類器件嘅典型曲線包括：
- 正向電流 vs. 正向電壓 (IF-VF)：顯示輸入LED嘅非線性關係，對驅動器設計至關重要。
- 觸發電流 vs. 溫度 (IFT vs. Ta)：觸發輸出所需嘅LED電流通常會隨溫度降低而增加。呢個對於設計喺寒冷環境中運作嘅可靠系統好關鍵。
- 導通電壓 vs. 導通電流 (VTM-ITM)：說明輸出三端雙向可控矽嘅導通特性。
設計師應該查閱完整規格書圖表，為其特定操作溫度範圍適當降額參數。
5. 電路圖同引腳配置
內部電路圖顯示一個紅外GaAs LED光學耦合到一個包含光敏三端雙向可控矽同零點交叉檢測電路嘅矽芯片。
引腳排列 (6腳DIP)：
- 陽極：輸入LED嘅正極。
- 陰極：輸入LED嘅負極。
- 無連接 (NC)：呢個引腳內部冇連接。
- 主端子2 (MT2)：輸出三端雙向可控矽嘅其中一個主端子。
- 基板：內部連接。請勿外部連接。
- 主端子1 (MT1)：輸出三端雙向可控矽嘅另一個主端子。呢個通常係閘極觸發信號嘅參考點。
輸出（引腳4同6）設計用於串聯連接外部更高功率三端雙向可控矽嘅閘極，該可控矽實際開關負載電流。
6. 測量方法：靜態dv/dt
規格書提供咗測量關斷狀態電壓臨界上升率 (dv/dt) 嘅詳細測試電路同程序。呢個測試對於量化器件嘅抗噪能力至關重要。
測試電路：一個高壓脈衝源通過一個串聯RC網絡 (RTEST, CTEST) 連接到被測器件輸出。LED熄滅 (IF=0)。
程序：施加一個峰值 (VPEAK) 等於額定VDRM嘅脈衝。改變電阻RTEST以改變RC網絡嘅時間常數 (τ = R*C)，從而改變施加到被測器件嘅電壓斜坡斜率 (dv/dt)。增加斜率直到被測器件誤觸發。然後降低斜率直到觸發剛剛停止。呢個閾值嘅dv/dt值計算為 0.632 * VPEAK / τRC。
呢個測量值必須達到或超過最小dv/dt規格（例如，EL308X為600 V/µs）。
7. 應用建議
7.1 典型應用場景
- 固態繼電器：主要應用，為加熱器、燈同電磁閥等交流負載提供隔離同零點交叉開關。
- 工業控制：用於將PLC輸出同摩打啟動器、接觸器同閥門執行器連接。
- 消費電器：用於智能插座、調光器同電器控制板，實現安全交流開關。
- 溫度控制：喺恆溫器同焗爐中開關加熱元件。
7.2 設計考慮因素
- 電壓選擇：選擇一個VDRM額定值，其安全裕度高於峰值交流線路電壓。對於240VAC線路（峰值約340V），EL304X (400V) 係最低要求，但EL306X (600V) 為瞬變提供更好嘅裕度。
- LED驅動電路：計算串聯電阻：R = (Vcc - VF) / I_F_operating。確保I_F_operating介乎最大IFT（對於你選擇嘅等級）同60mA之間。對於等級1同2，典型操作電流係10-20 mA。
- 緩衝電路：雖然光電耦合器本身有良好嘅dv/dt額定值，但外部功率三端雙向可控矽可能需要喺其端子之間加一個RC緩衝網絡，以抑制感性負載產生嘅電壓尖峰，防止誤觸發或損壞。
- 散熱：遵守功率降額曲線。輸出功耗 (PC) 主要來自導通電壓 (VTM) 乘以外部三端雙向可控矽嘅閘極電流。確保喺最高環境溫度下，器件總功耗 (PTOT) 喺限額內。
8. 技術比較同區分
呢個零點交叉三端雙向可控矽驅動光電耦合器系列相比非零點交叉類型或基本光電三端雙向可控矽嘅主要優點係：
- 減少電磁干擾：通過喺零點交叉點開關，突然嘅電流變化 (di/dt) 被最小化，大幅減少傳導同輻射電磁干擾。
- 較低湧浪電流：開關白熾燈或加熱元件等電阻性負載時防止高湧浪電流，延長其使用壽命。
- 集成解決方案：將隔離、檢測同觸發功能結合到一個可靠嘅6腳封裝中，相比離散零點交叉電路簡化設計。
- 電壓範圍：廣泛嘅阻斷電壓範圍 (250V 到 800V) 涵蓋單一產品系列中大多數全球交流電網應用。
- 法規合規：器件獲得主要國際安全機構（UL、cUL、VDE等）嘅認可，簡化最終產品認證。
9. 基於技術參數嘅常見問題
- 問：我可以用EL303X (250V) 喺120VAC線路上嗎？
答：可以。120VAC嘅峰值電壓約170V，低於250V額定值。不過，為咗對抗線路浪湧嘅可靠性，通常建議使用更高額定值嘅部件，例如EL304X。 - 問："基板（請勿連接）"引腳嘅用途係咩？
答：呢個引腳係矽芯片嘅內部連接。外部保持唔連接至關重要。連接佢可能會短路內部電路並損壞器件。 - 問：我點樣喺靈敏度等級1、2同3之間選擇？
答：等級3 (5mA) 允許使用較高值嘅限流電阻或較弱嘅驅動IC（例如來自微控制器），節省電力並減輕驅動元件壓力。如果驅動電路穩健且驅動器成本唔係主要考慮，或者需要輸入側更高抗噪能力嘅應用，可以選擇等級1 (15mA)。 - 問：輸出電流額定值 (IT(RMS)) 只有100mA。佢可以開關10A負載嗎？
答：唔可以。呢個器件係一個驅動器。100mA輸出設計用於觸發外部更大功率三端雙向可控矽或閘流體（例如10A或40A三端雙向可控矽）嘅閘極。外部元件處理全部負載電流。
10. 實用設計案例
場景：設計一個固態繼電器，用5V微控制器開關一個240VAC、5A嘅電阻性加熱元件。
- 光電耦合器選擇：選擇EL3062。600V額定值相比340V峰值提供良好裕度。等級2 (10mA IFT) 係靈敏度同驅動能力之間嘅良好平衡。
- LED驅動器：微控制器引腳 (5V, 最大20mA) 驅動LED。VF ~1.3V。R = (5V - 1.3V) / 0.015A = ~247 歐姆。使用220歐姆電阻，結果IF ~17mA，遠高於10mA IFT且低於60mA最大值。
- 外部功率三端雙向可控矽：選擇一個600V、10A+三端雙向可控矽（例如BTA16-600）。將其閘極連接到光電耦合器嘅引腳6 (MT1)。將光電耦合器嘅引腳4 (MT2) 通過一個100-200歐姆電阻串聯到交流線路（通過負載）。呢個電阻限制功率三端雙向可控矽嘅閘極電流。
- 緩衝器：喺BTA16三端雙向可控矽嘅主端子 (A1/A2) 之間添加一個100歐姆電阻同0.1µF電容串聯。
- 隔離：光電耦合器嘅5000Vrms隔離安全噉將低壓微控制器電路同危險嘅交流電網分開。
11. 工作原理
器件基於光學耦合原理運作。當電流流經輸入紅外發光二極管時，佢會發射光子。呢啲光子穿過隔離間隙並撞擊輸出側嘅光敏矽芯片。呢個芯片包含一個光激活三端雙向可控矽同一個零點交叉檢測電路。檢測電路監測輸出端 (MT1-MT2) 之間嘅電壓。只有當呢個電壓低於某個閾值（通常約20V，即抑制電壓VINH）同LED著咗，電路先會允許內部三端雙向可控矽觸發。呢個確保導通開始喺非常接近交流正弦波穿過零伏嘅點。一旦觸發，只要負載電流超過其保持電流 (IH)，三端雙向可控矽就會保持鎖存導通，直到下一個電流零點交叉。
12. 訂購資訊
零件編號遵循格式：EL30XY(Z)-V
- X：電壓系列 (3,4,6,8)。
- Y：靈敏度等級 (1,2,3)。
- 引腳形式選項：
- 無/M：通孔DIP，管裝。
- S / S1：表面貼裝引腳形式。S1係矮身版本。
- 帶卷選項 (Z)：SMD部件用TA或TB，指定卷帶類型。
- V：表示包含VDE安全認證。
例子：EL3062S-TA-V係一個600V、等級2、表面貼裝器件，採用TA帶卷包裝，並有VDE認證。
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。 |