Onsemi FODM100x系列光耦：高性能与安全绝缘的完美结合

在电子设计领域，光耦是一种常用的隔离器件，它能够有效地实现输入与输出之间的电气隔离，提高系统的安全性和稳定性。今天，我们要介绍的是Onsemi的FODM100x系列单通道直流感应输入光电晶体管光耦，它在性能和安全方面都有着出色的表现。

文件下载：FODM1009-D.PDF

产品概述

FODM100x系列光耦采用拉伸体SOP 4引脚封装，由一个砷化镓（GaAs）红外发光二极管和一个光电晶体管通过光学方式耦合而成。其输入 - 输出隔离电压(V_{ISO})额定值为5000 VACRMS，能为各种应用提供可靠的电气隔离。

产品特性

安全可靠的绝缘性能

• 爬电和电气间隙距离：该系列光耦具有≥8 mm的爬电和电气间隙距离，以及≥0.4 mm的绝缘距离，能够实现可靠的高压绝缘。这一特性使得它在高电压环境下也能保证良好的电气隔离性能，有效防止电气干扰和漏电等问题。
• 安全认证：获得了多项安全和法规认证，如UL1577（5000 VACRMS，持续1分钟）和DIN_EN/IEC60747 - 5 - 5（890 V_Peak工作电压），这意味着它符合严格的安全标准，可以在各种对安全性要求较高的应用中放心使用。

高耐压和宽温度范围

• 高击穿电压：集电极 - 发射极的最小击穿电压(BV_{CEO}=70 V)，能够承受较高的电压，适用于一些对电压要求较高的电路。
• 宽温度范围：具有扩展的工业温度范围，从 - 40°C到110°C，这使得它在不同的环境温度下都能稳定工作，无论是在寒冷的工业环境还是高温的恶劣条件下，都能保证性能的可靠性。

不同的电流传输比

在(I{F}=5 mA)，(V{CE}=5 V)，(T_{A}=25^{circ}C)的条件下，不同型号的FODM100x光耦具有不同的电流传输比（CTR）：

• FODM1007：80% - 160%
• FODM1008：130% - 260%
• FODM1009：200% - 400%

这种多样化的CTR选择，使得工程师可以根据具体的应用需求来选择合适的型号，提高设计的灵活性。

无铅环保

该系列光耦为无铅器件，符合环保要求，响应了全球对电子产品环保化的趋势，有助于减少对环境的污染。

应用领域

FODM100x系列光耦具有广泛的应用领域，主要包括以下几个方面：

DC - DC转换器

在DC - DC转换器中，光耦可以实现输入和输出之间的电气隔离，提高转换器的效率和稳定性，同时保护电路免受高压和干扰的影响。

隔离应用

• 接地环路隔离：能够有效隔离接地环路，避免因接地问题导致的信号干扰和噪声，提高系统的抗干扰能力。
• 信号与噪声隔离：将信号与噪声隔离开来，保证信号的纯净度和准确性，提高系统的性能。

  通信领域

  适用于通信适配器和充电器等设备，能够提供可靠的电气隔离，保证通信设备的安全和稳定运行。

  消费电子

  在各种家电和机顶盒等消费电子产品中，光耦可以起到保护电路和提高安全性的作用，确保产品的正常使用。

  工业控制

  在工业电源、电机控制和可编程逻辑控制等领域，光耦的高耐压和宽温度范围特性使其能够适应复杂的工业环境，保证工业设备的可靠运行。

电气特性

绝对最大额定值

在(T_{A}=25^{circ}C)的条件下，该系列光耦的绝对最大额定值如下：	参数	详情
存储温度(T_{STG})	- 55°C到 + 150°C
工作温度(T_{OPR})	- 40°C到 + 110°C
结温(T_{J})	- 40°C到 + 125°C
连续正向电流(I_{F(avg)})	50 mA
脉冲正向电流(I_{F(pk)})（1 μs脉冲，300 pps）	1 A
反向输入电压(V_{R})	6 V
LED功率耗散(P{DLED})（(T{A}=25^{circ}C)）	100 mW，25°C以上每升高1°C降额0.9 mW/°C
连续集电极电流(I_{C})	50 mA
集电极 - 发射极电压(V_{CEO})	70 V
发射极 - 集电极电压(V_{ECO})	7 V
探测器功率耗散(P{D C})（(T{A}=25^{circ}C)）	150 mW，25°C以上每升高1°C降额1.47 mW/°C

需要注意的是，超过这些最大额定值可能会损坏器件，影响其功能和可靠性。

电气参数

在(T_{A}=25^{circ}C)的条件下，该系列光耦的一些典型电气参数如下：	参数	详情
正向电压(V{F})（(I{F}=50 mA)）	典型值1.4 V，最大值1.6 V
反向电流(I_{R})	最大值10 μA
集电极 - 发射极击穿电压(BV{CEO})（(I{C}=1 mA)，(I_{F}=0)）	最小值70 V
发射极 - 集电极击穿电压(BV{ECO})（(I{E}=0.1 mA)，(I_{F}=0)）	最小值7 V
集电极暗电流(I{CEO})（(V{CE}=70 V)，(I_{F}=0)）	最大值100 nA
集电极 - 发射极电容(C{CE})（(V{CE}=0 V)，(f = 1 MHz)）	典型值5 pF
直流电流传输比CTR	不同型号有不同范围（前面已提及）
饱和电压(V{CE(SAT)})（(I{F}=10 mA)，(I_{C}=1 mA)）	最大值0.3 V
上升时间(t{r})（非饱和，(I{C}=2 mA)，(V{CE}=5 V)，(R{L}=100 Omega)）	典型值5.7 μs，最大值18.0 μs
下降时间(t{f})（非饱和，(I{C}=2 mA)，(V{CE}=5 V)，(R{L}=100 Omega)）	典型值8.5 μs，最大值18.0 μs
稳态隔离电压(V{ISO})（(T{A}=25^{circ}C)，R.H. < 50%，(t = 1.0 min)，(I_{1 - O} leq 20 mu A)）	5000 VACRMS

这些电气参数为工程师在设计电路时提供了重要的参考依据。

回流焊曲线

在进行焊接时，需要遵循特定的回流焊曲线，以确保光耦的性能和可靠性。该系列光耦的回流焊曲线参数如下：	参数	详情
温度最小值(T_{smin})	150°C
温度最大值(T_{smax})	200°C
从(T{smin})到(T{smax})的时间(t_{S})	60 - 120秒
升温速率（(t{L})到(t{P})）	最大3°C/秒
液相温度(T_{L})	217°C
保持在(T{L})以上的时间(t{L})	60 - 150秒
峰值体封装温度	260°C（+0°C / - 5°C）
在260°C ± 5°C范围内的时间(t_{P})	30秒
降温速率（(T{P})到(T{L})）	最大6°C/秒
从25°C到峰值温度的时间	最大8分钟

严格按照这些回流焊曲线参数进行焊接，可以避免因焊接不当导致的器件损坏和性能下降。

订购信息

该系列光耦提供了多种订购选项，不同型号和封装形式适用于不同的生产需求：	产品型号	封装形式	包装规格
FODM1007	拉伸体SOP 4引脚	100个/管
FODM1007R2	拉伸体SOP 4引脚	3000个/卷带和卷轴
FODM1007V	拉伸体SOP 4引脚（带DIN EN/IEC60747 - 5 - 5选项）	100个/管
FODM1007R2V	拉伸体SOP 4引脚（带DIN EN/IEC60747 - 5 - 5选项）	3000个/卷带和卷轴

同样的订购规则也适用于FODM1008和FODM1009产品。

总结

Onsemi的FODM100x系列光耦以其出色的绝缘性能、高耐压、宽温度范围和多样化的电流传输比等特性，为电子工程师在各种应用中提供了可靠的解决方案。无论是在DC - DC转换器、通信设备还是工业控制等领域，它都能发挥重要的作用。在使用时，工程师需要根据具体的应用需求选择合适的型号，并严格遵循其电气特性和回流焊曲线等要求，以确保光耦的性能和可靠性。大家在实际设计中有没有遇到过光耦相关的问题呢？欢迎在评论区分享交流。