TLP290 (V4GBTP / SE(T)) 产品概述

一、产品概述

TLP290 系列是东芝（TOSHIBA）提供的一款光电三极管输出光耦合器（phototransistor output optocoupler），适用于隔离数字与模拟信号、微控制器接口、以及电力/电气信号检测等场合。该器件兼容 AC 与 DC 输入，输出侧为光耦合的 NPN/PNP 型光电三极管（具体型号以数据手册为准），具有较高的电流传输比（CTR）范围和中等速度的开关性能，适合需要电气隔离且对输出电流有一定要求的应用。

二、主要规格亮点

• 输入类型：支持 AC、DC（输入端为发光二极管，需按实际电路设计）
• 输出类型：光电三极管（Phototransistor）
• 正向压降（Vf，LED）：约 1.25 V（典型）
• 最大输出电流（集电极电流）：50 mA
• 负载耐压（VCEO/最大负载电压）：80 V
• 集射极饱和电压 VCE(sat)：300 mV（依据测试条件，如 2.4 mA、8 mA 等）
• 电流传输比（CTR）：最小 100%，饱和值 / 最大可达 600%（CTR 变化较大，设计时应考虑最差与最优情况）
• 上升/下降时间：tr ≈ 2 μs，tf ≈ 3 μs（中等速度开关）
• 隔离电压（耐压）：Vrms = 3.75 kV（典型值，用于绝缘等级评估）
• 总功耗（Pd）：200 mW（输出侧限制）
• 工作温度范围：-55 ℃ ～ +110 ℃
• 封装：SO-4（175 mil）标准化小外形，便于 PCB 布局与自动化贴装
• 品牌：TOSHIBA（东芝）

三、性能与电气特性说明

• CTR（I_C / I_F）范围宽：最小 100% 意味着在设计的最差情况下，输出电流可等于输入 LED 电流；而最大可到 600% 表示在某些器件或条件下输出电流可显著高于输入电流。设计时应以最小 CTR 进行最坏情况计算，必要时加入反馈或限流措施以适应 CTR 的大幅度分散。
• VCE(sat) 低：典型 0.3 V（在给定测试条件下），表明在饱和状态时压降小，适合驱动低电压负载或用作开关。
• 开关速度中等：tr/tf 在微秒级，适合开关频率不太高的数字隔离或信号传输，但不适合几十或上百 kHz 的严格高速接口。
• 隔离与耐压：3.75 kVrms 的隔离能力适用于常见的信号隔离和小型电源反馈回路，但高安全等级应用仍需参考绝缘材料、爬电距离和认证要求。

四、典型应用场景

• MCU 与电源/高压侧信号隔离（例如开关电源的反馈环路）
• 工业控制信号隔离（继电器驱动、PLC 输入输出隔离）
• AC/ DC 电平检测与转换（配合整流/限流电路检测交流电压）
• 高频噪声环境下的数字信号隔离与滤波后传输
• 测试与测量设备中的安全隔离通道

五、设计建议与注意事项

• 输入限流：根据供电电压与期望 LED 电流计算限流电阻。示例：若 Vcc = 5 V，目标 If = 10 mA，R ≈ (5 − 1.25) / 10 mA ≈ 375 Ω（选用标准值 360/390 Ω）。注意 If 最大 50 mA，但长期工作应避免持续在极限值以延长寿命。
• 考虑 CTR 最小值：电路应以最小 CTR（100%）计算最坏输出电流，必要时在输出侧加上上拉电阻或限流器件以保证逻辑电平稳定。
• 输出功耗与散热：输出端总功耗 Pd 为 200 mW，若输出电流接近最大值，需确保器件在允许的结温范围内工作并考虑 PCB 散热。
• 输入为 AC 时的处理：器件本质为 LED；若直接检测交流，需考虑反向耐压及半波问题，通常建议使用整流或双向输入电路以保护 LED 或保证双向响应。
• 版图与隔离：尽管器件本身隔离能力高，PCB 布局时仍需保证足够的爬电距离和污秽等级下的安全间隙，满足系统认证要求。
• 开关速度限制：若应用需要更高的带宽或更快的切换，请评估是否需要高速型光耦或光电隔离器件（如高速光耦或数字隔离器）。

六、封装与可靠性信息

• 封装类型为 SO-4（175 mil），适合标准贴装工艺，易于自动化生产与焊接。
• 工作温度范围宽（-55 ℃ ～ +110 ℃），适用于工业级环境。
• 隔离电压与长期可靠性应结合 PCB 材料、工作环境湿度及电压冲击一并评估；关键安全应用请参考完整数据手册与认证文档。

总结：TLP290 (V4GBTP/SE(T)) 是一款面向中等功率、需电气隔离的通用光耦，特点为较大的 CTR 范围、50 mA 输出能力与 3.75 kVrms 隔离能力。适合工业控制、开关电源反馈与一般信号隔离场景。设计时应重视 CTR 的变化、输入限流、输出功耗与 PCB 隔离布局以确保长期稳定运行。