EL1019 产品概述
一、产品简介
EL1019 是一款单通道晶体管输出(光电三极管)直流输入光耦合器,由 UMW(友台半导体)生产,采用 SOP-4(2.54mm)封装。此器件以高电流传输比(CTR)、较低饱和压降和良好的隔离性能为特点,适用于需要电气隔离且要求较大输出驱动能力的控制与接口场合,例如电源监测、继电器驱动、电平位移及工业控制接口等。
二、主要规格与性能特点
- 输入类型:DC(发光二极管,LED)
- 输出类型:光电三极管(NPN 光敏晶体管)
- 正向压降(Vf):1.24 V(典型)
- 最大正向电流(If):60 mA(最大额定)
- 输出电流(最大集电极电流):50 mA
- 集电极–发射极饱和电压 VCE(sat):典型值 100 mV(标注条件下)
- 隔离电压(耐压):5 kVrms(器件端到端的隔离能力)
- 直流反向耐压(LED Vr):6 V(LED 反向最大)
- 最大负载电压(VCEO):80 V(光电三极管对负载电压的承受能力)
- 通道数:1
- 开关速度:上升时间 tr ≈ 5 µs(测量条件:If=2 mA, RL=100 Ω),下降时间 tf ≈ 6 µs
- 工作温度范围:-55 ℃ ~ +110 ℃
- 电流传输比(CTR):最小 200%,典型 / 饱和值可达 400%
三、典型电气参数与解读
- CTR(200%–400%):CTR 定义为输出集电极电流与 LED 正向电流之比。EL1019 的 CTR 非常高,意味着在较小的 LED 驱动电流下就可获得较大的输出电流。例如在 CTR=200% 时,若需要 10 mA 的集电极电流,LED 仅需约 5 mA。高 CTR 有利于降低 LED 功耗和驱动器规格,但同时要注意 CTR 随温度和批次会有变化,电路设计应预留裕量。
- VCE(sat) ≈ 100 mV:当光耦处于饱和导通状态时,输出端压降很小,适合用来驱动低压逻辑或作为开集电极输出直接拉低信号线。
- 开关时间(µs 级):上升、下降时间均在几个微秒范围,适合低速到中速数字信号隔离与模拟开关应用,但不适合高频高速总线(如几十 MHz 以上)。
四、封装与热/环境特性
- 封装:SOP-4,2.54 mm 引脚间距,适用于标准贴片工艺,体积小,便于密集布线。
- 工作温度:-55 ℃ 至 +110 ℃,适应工业级温度范围。设计时需关注在高温下 LED 和光电晶体管的性能漂移与 CTR 降低。
- 热管理:由于器件允许较高的 If(60 mA)和输出 Ic(50 mA),在连续大电流工作时需要关注 PCB 散热和封装功耗限制,必要时采用降低平均驱动电流或加大铜箔散热。
五、典型应用场景与设计要点
- 应用场景:电源缺相/过压检测、MCU 与高压侧接口隔离、继电器驱动前级、工业控制信号隔离、模拟/数字信号隔离等。
- 驱动设计要点:
- LED 驱动需串联限流电阻,按目标输出电流和 CTR 计算所需 LED 电流;
- 注意 LED 反向电压不超过 6 V,必要时加反向保护二极管;
- 若用于开集电极上拉结构,选用合适上拉电阻以保证所需的输出电流和响应速度;
- 对于脉冲驱动,考虑峰值 If 与占空比对热耗的影响,避免超出最大脉冲/平均功率限制。
示例计算:若需 Ic = 20 mA,考虑 CTR 最小为 200%(即 2.0),则需要 LED If ≥ Ic / CTR = 20 mA / 2 = 10 mA。再根据 LED Vf = 1.24 V 以及驱动电压选择合适的限流电阻。
六、使用注意事项与封装布局建议
- 在电路板布局上,保持输入侧与输出侧的爬电距离和绝缘间隙,以配合器件 5 kVrms 隔离能力;
- 输入侧应设计限流与防反接保护,避免 LED 被过压或反向击穿;
- 输出侧若驱动感性负载(如继电器线圈),应在负载两端加入适当的续流或抑制元件,防止反向尖峰损坏光耦;
- 采用 SOP-4 封装时,注意焊盘与散热铜箔设计,确保长期大电流工作时的可靠性;
- 产品批次间 CTR 可能有较大差异,批量设计应进行样片测量并留有裕度。
总结:EL1019 以高 CTR、低 VCE(sat) 与 5 kVrms 的隔离能力,适合对驱动能力和隔离等级有较高要求的工业与电源接口应用。合理的驱动与热设计、以及对 CTR 波动的预留,是发挥此器件性能的关键。