Оптопары (также известные как оптроны) представляют собой электронные устройства, которые объединяют в себе светочувствительный элемент (обычно фотодиод или фототранзистор) и оптическую систему (как правило, светодиод). Их важной особенностью является то, что они обеспечивают гальваническую изоляцию между входом и выходом, что позволяет избежать помех и повышает безопасность в электрических цепях.
В оптопарах сигнал с одной стороны (входной) преобразуется светодиодом в световой сигнал и передается через прозрачное пространство к фотоприемнику, который затем преобразует световое сообщение обратно в электрический сигнал. Это позволяет передавать информацию между двумя различными электрически изолированными цепями.
Оптопары часто применяются в электронных схемах управления и измерения для изоляции высоковольтных и низковольтных цепей. Это особенно важно для защиты низковольтных устройств от повреждений, вызванных высоким напряжением в силовых цепях. Они широко используются в промышленных системах и автоматизированных процессах для передачи сигналов между различными компонентами системы без риска коротких замыканий или повреждений оборудования.
Кроме того, оптроны находят применение в медицинской технике для изоляции и защиты электронных устройств от электрических помех и перенапряжений, таких как электрокардиографы и дефибрилляторы.
В зависимости от спецификаций и требований к приложению, существует несколько разновидностей оптопар:
- Фототранзисторные оптопары (рисунок 1а): в этих устройствах свет от светодиода интенсивности воздействует на фототранзистор, изменяя его проводимость. Это позволяет контролировать ток или напряжение в цепи, подключенной к фототранзистору.
- Оптопары с фотодиодом (рисунок 1б): здесь фотодиод используется вместо фототранзистора. Фотодиоды вырабатывают ток в ответ на падающий свет, что также позволяет управлять током или напряжением в электрической цепи.
- Оптопары с дарлингтоновским выходом (рисунок 1в): эти оптопары используют два транзистора Дарлингтона для усиления выходного сигнала. Они имеют высокую усилительную способность и могут обеспечивать высокий коэффициент усиления.
- Оптопары с симистор выходом (рисунок 1г): устройства включают симистор (двунаправленный тиристор) в качестве выходного устройства. Они обеспечивают коммутацию высоких токов и могут использоваться для управления нагрузками с высокой мощностью.
- Оптопары с логическим выходом (рисунок 1д): они комбинируют функции логических элементов с изоляционными свойствами оптопары. Они представляют собой комбинацию интегральной схемы логического элемента с оптопарой в одном компактном корпусе. Основная цель логической оптопары – обеспечить электрическую изоляцию между входными и выходными сигналами, обрабатываемыми логическим элементом.
UMW (Youtai Semiconductor Co., Ltd.) — высокотехнологичная компания, специализирующаяся на разработке, производстве и продаже микросхем и полупроводниковых дискретных устройств. Она была основана в Гонконге в 2013 году. Сегодня ее штаб-квартира и центр продаж расположены в Шэньчжэне (провинция Гуандун). Производственная база расположена в районе Дазу, Чунцин.
Компания UMW выпускает широкий ассортимент транзисторных оптопар и оптопар с транзисторами Дарлингтона. Он состоит из следующий семейств:
- TLPxxx;
- LTV-xxx;
- PS2xxx;
- PCxxx.
Семейство TLPxxx
Является одним из наиболее широких в ассортименте оптопар компании UMW. Оно включает в себя следующие подсемейства:
- TLP127;
- TLP181;
- TLP185;
- TLP521;
- TLP621;
- TLP785.
Из этого списка все кроме TLP127 являются оптопарами с обычными транзисторными выходами. TLP127 – это оптрон с дарлингтоновским выходом, который имеет высокую усилительную способность.
В зависимости от модели, устройства имеют напряжение изоляции от 2500 до 5000В ср.кв. (при воздействии переменного сигнала в течение 1 минуты) и до 10000В ср.кв. (при воздействии переменного сигнала в течение 1 секунды).
CTR (Current Transfer Ratio) — важный параметр, который определяет отношение выходного тока оптопары к входному току и обычно выражается в процентах. CTR важен, поскольку он определяет, насколько эффективно оптопара может передавать сигнал от входного устройства (светодиода) к выходному устройству (фототранзистору). Чем выше CTR, тем более эффективно оптопара может переносить сигнал от входа к выходу.
У большинства моделей семейства TLPxxx CTR составляет от 50% до 600%, и лишь у TLP127 благодаря каскаду на транзисторах Дарлингтона параметр CTR составляет от 1000% до 4000%.
Как правило, оптопары семейства TLPxxx являются одноканальными устройствами, но есть и исключения. Например, TLP521 и TLP621 являются подсемействами, в составе которых имеются модели с двумя и четырьмя каналами. Их внутренние структуры показаны на рисунке ниже.
Оптопары семейства TLPxxx выпускаются в корпусах SOP-4, SOP-8, SOP-16, DIP-4, DIP-8 и DIP-16 в зависимости от количества каналов.
Ниже в таблице приведен ряд оптопар семейства TLPxxx с указанием их основных характеристик и аналогов.
| Наименование компонента | Напряжение изоляции | Кол-во каналов | Диапазон CTR | Диапазон рабочих температур | Корпус | Аналоги |
|---|---|---|---|---|---|---|
| UMW TLP127GB-S | 3750В | 1 | 1000% — 4000% | От -55°C до +110°C | SOP-4 | TLP127TPRUF (Toshiba), PS2732-1-A (CEL) |
| UMW TLP181GB-S | 3750В | 1 | 100% — 600% | От -55°C до +100°C | SOP-4 | TLP181(GRL-TL,SE (Toshiba), SFH690ABT (Vishay) |
| UMW TLP185GB-S | 3750В | 1 | 100% — 600% | От -55°C до +110°C | SOP-4 | TLP185(GRL-TL,SE (Toshiba), CYTLP185(BLL-TP) (OCIC) |
| UMW TLP521-2BL | 2500В | 2 | 200% — 600% | От -55°C до +100°C | DIP-8 | TLP521-2(BL) (Toshiba), TLP521-2BL (Isocom Components) |
| UMW TLP621-4 GB | 5000В | 4 | 100% — 600% | От -55°C до +100°C | DIP-16 | TLP621-4(GB) (Toshiba), TLP621-4 (Isocom Components) |
| UMW TLP785GB-S | 5000В | 1 | 100% — 600% | От -25°C до +85°C | SOP-4 | TLP785(GB,F) (Toshiba), CYTLP785(GB) (OCIC) |
Семейство LTV-xxx
Включает в себя следующие подсемейства:
- LTV-354;
- LTV-356;
- LTV816;
- LTV-100x (LTV-1007, LTV-1008, LTV-1009).
Эти оптроны характеризуются CTR от 50% до 600% и имеют напряжение изоляции от 3750В до 5000В.
Большинство оптопар этого семейства выпускаются в стандартных корпусах DIP-4 и SOP-4, лишь LTV-100x выпускается в удлиненном корпусе LSOP-4.
В таблице ниже приведены некоторые оптопары семейства LTV-xxx с указанием их основных характеристик и аналогов от известных брендов.
| Наименование компонента | Напряжение изоляции | Кол-во каналов | Диапазон CTR | Диапазон рабочих температур | Корпус | Аналоги |
|---|---|---|---|---|---|---|
| UMW LTV-354T | 3750В | 1 | 20% — 300% | От -55°C до +110°C | SOP-4 | LTV-354T (Lite-On) |
| UMW LTV-356T | 3750В | 1 | 50% — 600% | От -55°C до +110°C | SOP-4 | LTV-356T (Lite-On) |
| UMW LTV816D | 5000В | 1 | 50% — 600% | От -55°C до +110°C | DIP-4 | LTV-816-D (Lite-On) |
| UMW LTV-1009 | 5000В | 1 | 200%-400% | От -55°C до +110°C | LSOP-4 | LTV-1009-TP-G (Lite-On) |
Семейство PS2xxx
Состоит из двух серий: PS2501 и PS2701.
Среднее напряжение изоляции этих устройств составляет 5000В, при этом их CTR может составлять от 50% до 600% в зависимости от устройства. PS2701 выпускается лишь в одноканальной версии в корпусе SOP-4, а PS2501 выпускается в одно-, двух- и четырехканальных версиях в корпусах SOP-4, DIP-4, DIP-8 и DIP-16.
| Наименование компонента | Напряжение изоляции | Кол-во каналов | Диапазон CTR | Диапазон рабочих температур | Корпус | Аналоги |
|---|---|---|---|---|---|---|
| UMW PS2701-1-L | 5000В | 1 | 50% — 600% | От -55°C до +110°C | SOP-4 | PS2701-1-F3 (Renesas), PS2701A-1-P-A (California Eastern Laboratories) |
| UMW PS2501-1-S | 5000В | 1 | 80% — 600% | От -55°C до +110°C | SOP-4 | PS2501L-1-F3 (Renesas), PS2501-1XLSM (Isocom Components) |
| UMW PS2501-4 | 5000В | 4 | 80% — 600% | От -55°C до +110°C | DIP-16 | PS2501-4 (Renesas), PS2501-4XG (Isocom Components) |
Семейство PCxxx
Состоит из двух подсемейств: PC817 и PC357.
Они представляют собой классические одноканальные транзисторные оптопары, которые выпускаются в корпусах SOP-4 и DIP-4. В зависимости от модели, они обладают напряжением изоляции 3750В и имеют CTR от 50% до 600%.
| Наименование компонента | Напряжение изоляции | Кол-во каналов | Диапазон CTR | Диапазон рабочих температур | Корпус | Аналоги |
|---|---|---|---|---|---|---|
| UMW PC817C-S | 3750В | 1 | 200% — 400% | От -55°C до +110°C | SOP-4 | APC-817C1-SL (American Bright Optoelectronics Corporation), CYPC817(C-TP2) (OCIC) |
| UMW PC817B | 3750В | 1 | 130% — 260% | От -55°C до +110°C | DIP-4 | BPC-817B (Bright LED), BPC-817 (B BIN) (American Bright Optoelectronics Corporation) |
| UMW PC357 | 3750В | 1 | 50% — 600% | От -55°C до +110°C | SOP-4 | PC357N2J000F (Sharp) |
В ассортименте UMW оптопары с логическим выходом или логические оптопары представлены двумя семействами: 4Nxx и 6Nxxx.
Они реализуют логическую функцию «ИЛИ» с инверсией в соответствии с таблицей на рисунке ниже.
Семейство 4Nxx состоит из следующих представителей:
- 4N25;
- 4N26;
- 4N27;
- 4N28;
- 4N35;
- 4N36;
- 4N37;
- 4N38.
Они обладают достаточно высоким напряжением изоляции 5000В и невысоким CTR от 10 до 100 в зависимости от модели. Выпускаются эти оптроны в корпусах SOP-6 и DIP-6 с отдельным выводом для базы транзистора (вывод 6) и являются одноканальными.
В таблице ниже приведен ряд оптопар семейства 4Nxx с указанием их основных характеристик и аналогов.
| Наименование компонента | Напряжение изоляции | Кол-во каналов | CTR | Диапазон рабочих температур | Корпус | Аналоги |
|---|---|---|---|---|---|---|
| UMW 4N25SM | 5000В | 1 | 20% | От -55°C до +110°C | SOP-6 | 4N25S (Lite-On), 4N25SM (Onsemi) |
| UMW 4N27 | 5000В | 1 | 10% | От -55°C до +110°C | DIP-6 | 4N27-X000 (Vishay), 4N27M (Onsemi) |
| UMW 4N35SM | 5000В | 1 | 100% | От -55°C до +110°C | SOP-6 | 4N35S (Lite-On), 4N35SM (Onsemi) |
| UMW 4N38 | 5000В | 1 | 20% | От -55°C до +110°C | DIP-6 | 4N38 (Vishay), 4N38M (Onsemi) |
Семейство 6Nxxx состоит из подсемейств:
- 6N135;
- 6N136;
- 6N137;
- 6N138;
- 6N139.
В зависимости от модели, их степень изоляции составляет 5000В, а CTR варьируется от 5% до 2600%. Оптопары 6Nxxx выпускаются в корпусах SOP-8 и DIP-8 с отдельным выводом для базы транзистора (вывод 7) и отдельным выводом для катода фотодиода (вывод 8), использование которого позволяет уменьшить емкость база-коллектор, благодаря чему значительно повышается скорость передачи данных по сравнению со стандартными транзисторными оптопарами.
| Наименование компонента | Напряжение изоляции | Кол-во каналов | Диапазон CTR | Диапазон рабочих температур | Корпус | Аналоги |
|---|---|---|---|---|---|---|
| UMW 6N135M | 5000В | 1 | 5%-50% | От -55°C до +100°C | DIP-8 | 6N135 (Vishay), 6N135M (Onsemi) |
| UMW 6N137S | 5000В | 1 | 19%-50% | От -40°C до +85°C | SOP-8 | 6N137SM (Onsemi), 6N137S(TA) (Everlight) |
| UMW 6N138M | 5000В | 1 | 300%-2600% | От -55°C до +100°C | DIP-8 | 6N138 (Everlight), 6N138-L (Lite-On) |
Наконец, оптопары с симисторным выходом или симисторные оптопары представлены в ассортименте UMW семейством одноканальных оптронов MOC30xx.
Благодаря своей структуре они позволяют коммутировать нагрузку переменного тока во вторичной цепи с напряжением до 800В в зависимости от модели. При этом их напряжение изоляции может составлять до 7500В. Выпускаются они в корпусах SOP-6 и DIP-6.
| Наименование компонента | Напряжение изоляции | Кол-во каналов | Напряжение вторичной цепи (макс.) | Диапазон рабочих температур | Корпус | Аналоги |
|---|---|---|---|---|---|---|
| UMW MOC3043SM | 5000В | 1 | 400В | От -55°C до +100°C | SOP-6 | MOC3043S (Lite-On), MOC3043SVM (Onsemi) |
| UMW MOC3062M | 5000В | 1 | 600В | От -55°C до +100°C | DIP-6 | MOC3062M (Onsemi), MOC3063-A (Lite-On) |
| UMW MOC3083SM | 5000В | 1 | 800В | От -55°C до +100°C | SOP-6 | MOC3083S (Lite-On), MOC3083SR2M (Onsemi) |
В ассортименте UMW, помимо оптопар, имеются:
- микросхемы управления питанием;
- логические микросхемы;
- LDO-стабилизаторы;
- источники опорного напряжения;
- приемопередатчики интерфейса RS-485 и многое другое.
Оптопары компании UMW не уступают по характеристикам западным аналогам, но заметно дешевле их. Важно отметить, что документация предоставляется на английском языке.
Компания Матрикс Электроника является официальным партнером UMW в России. Свяжитесь с нами и получите квалифицированную помощь по продуктам у наших специалистов.