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PC817 家族数据手册全译 —《Photocoupler LTV-817/827/847 Series》

原文:LITE-ON Technology Corp. / Optoelectronics《Photocoupler LTV-8x7 Series Product Data Sheet》,Spec No. DS-70-96-0016,Effective Date 2017-08-09,Revision O(LITE-ON DCC RELEASE BNS-OD-FC001/A4,内页编号 BNC-OD-FC002/A4),共 18 页(封面 + 内页 1/17~17/17),原文 PDF:90_资料源/光耦PC817_datasheet.pdf,版权归 LITE-ON Technology。 型号甄别(先读):源文件名为“PC817”,原文实为 Lite-On LTV-817/827/847 系列手册——即业界通称“PC817 家族”的 Lite-On 版本(PC817 是 Sharp 原厂命名,LTV-817 为同规格兼容型号;全库 EVM 文档以“PC817”泛指这一 4 脚晶体管输出光耦家族,引脚与 CTR 分档习惯一致。两厂电气数值是否逐项等同,以所选厂家手册为准——待核实)。本篇按原文实际内容全译 LTV-8x7。 本篇为全文忠实精译:覆盖原文全部 10 章(描述与特性、封装尺寸、编带尺寸、额定值与特性、CTR 分档表、特性曲线图 1~11、焊接温度曲线、推荐焊盘、命名规则、注意事项)。图与封装图均为版式插图,逐图标“见原 PDF 图 N(内页 X/17)”并附图内可读信息。

本篇与库内文档的关系

03_环路补偿与TL431光耦 讲的是 TL431+光耦环路的通用方法论(CTR 三层散差、光耦极点、RLED 取值);本篇是原厂定量展开——那只“817”的所有器件级数字都出自这里:

正文遇到环路设计接口处以「参见环路补偿与TL431光耦」做内链注。

译注约定(先读)

  1. 原文 PDF 为版式化排印,文本提取存在字形/单位粘连(如 m 与 µ、W 与 Ω),已逐一对照原 PDF 还原,还原清单见文末译者附注;
  2. 原文自身排版问题保持原样并加译注(如 §9 命名规则的 CTR 档位列举与 §5 分档表不一致、§10 注意事项两条重复);曲线图上的具体读数为读图近似值,均标注「读图」,设计取值以原图为准;
  3. 原文未提供 CTR 寿命老化曲线——老化要点为库内口径补充(§11,明确标注来源,非 DS 内容)。

1. 描述(DESCRIPTION,内页 1/17)

1.1 特性(Features,全译)

1.2 应用(Applications,全译)

(译注:原文“Applications”仅此两条——本器件在开关电源里的头号用途“跨越隔离带传反馈”未列于原文,属业界通行用法;环路侧的完整方法学参见03_环路补偿与TL431光耦。)


2. 封装尺寸(PACKAGE DIMENSIONS,内页 2~4/17)

2.1 LTV-817(DIP-4)/2.2 LTV-817M(宽引脚间距 DIP-4)/2.3 LTV-817S(SMD-4)/2.4 LTV-827(DIP-8)/2.5 LTV-827M/2.6 LTV-827S/2.7 LTV-847(DIP-16)/2.8 LTV-847M/2.9 LTV-847S。均为机械图(尺寸标注 mm 与 inch 双单位),见原 PDF 内页 2/17~4/17 对应图。喷码注释(三页一致,全译):

  1. 年份代码 2 位,例:2016 = 16;
  2. 工作周代码 2 位,范围 '01'~'53';
  3. 工厂识别标记(W:中国-CZ 厂,Y:泰国厂);
  4. 档位(Rank)可标可不标;
  5. “●” 表示无卤素选项(halogen free option);
  6. “4” 或 “V” 表示 VDE 选项(仅 817 页有此条,827/847 页无——原文如此)。

(尺寸单位为毫米(英寸)。)


3. 编带尺寸(TAPING DIMENSIONS,内页 5~7/17)

3.1 LTV-817S-TA / 3.2 LTV-817S-TA1 / 3.6 LTV-827S-TA / 3.7 LTV-827S-TA1 共用一张表;3.4 LTV-817S-TP 载带方向不同、仅 P1 一行不同。合并全译:

项目 符号 TA/TA1 型 TP 型(817S)
编带宽度 W 16±0.3 mm (0.63) 16±0.3 mm (0.63)
链孔间距 P0 4±0.1 mm (0.15) 4±0.1 mm (0.15)
腔体中心距 F 7.5±0.1 mm (0.295) 7.5±0.1 mm (0.295)
腔体间距 P2 2±0.1 mm (0.079) 2±0.1 mm (0.079)
腔体到腔体距离 P1 12±0.1 mm (0.472) 8±0.1 mm (0.472)

3.3 / 3.5 / 3.8 每卷数量(Quantities Per Reel):TA/TA1 型 1000 pcs;TP 型 2000 pcs。


4. 额定值与特性(RATING AND CHARACTERISTICS,内页 8~9/17)

4.1 绝对最大额定值(Absolute Maximum Ratings,Ta=25 ℃,全表)

侧 参数 符号 额定值 单位
输入 正向电流 IF 50 mA
输入 反向电压 VR 6 V
输入 功耗 P 70 mW
输入 峰值正向电流(100 µs 脉冲、100 Hz 频率) IFP 1 A
输入 热阻(结-环境) Rth J-A 325 ℃/W
输入 热阻(结-壳) Rth J-C 200 ℃/W
输出 集电极-发射极电压 VCEO 35 V
输出 发射极-集电极电压 VECO 6 V
输出 集电极电流 IC 50 mA
输出 集电极功耗 PC 150 mW
输出 总功耗 Ptot 200 mW
共通 隔离电压¹ Viso 5000 Vrms
共通 工作温度(LTV-827/847) Topr −30 ~ +100 ℃
共通 工作温度(LTV-817) Topr −55 ~ +110 ℃
共通 储存温度 Tstg −55 ~ +125 ℃
共通 焊接温度 Tsol 260 ℃

脚注 1(全译):隔离电压按 AC、1 分钟、相对湿度 40~60% 条件考核,测量方法如下:(1) 初级侧阳极-阴极短路、次级侧集电极-发射极短路;(2) 使用带过零电路(zero-cross circuit)的耐压测试仪;(3) 施加电压波形为正弦波。

(译注:LTV-817 的工作温度上限 110 ℃ 比双/四通道的 100 ℃ 高——原文未给原因,推断与单通道封装热密度较低有关,待核实。)

4.2 电气光学特性(ELECTRICAL OPTICAL CHARACTERISTICS,Ta=25 ℃,全表)

类 参数 符号 Min. Typ. Max. 单位 测试条件
输入 正向电压 VF — 1.2 1.4 V IF=20 mA
输入 反向电流 IR — — 10 µA VR=4 V
输入 端子电容 Ct — 30 250 pF V=0,f=1 kHz
输出 集电极暗电流 ICEO — — 100 nA VCE=20 V,IF=0
输出 集电极-发射极击穿电压 BVCEO 35 — — V IC=0.1 mA,IF=0
输出 发射极-集电极击穿电压 BVECO 6 — — V IE=10 µA,IF=0
传输 集电极电流 IC 2.5 — 30 mA IF=5 mA,VCE=5 V
传输 电流传输比¹ CTR 50 — 600 % IF=5 mA,VCE=5 V
传输 集电极-发射极饱和电压 VCE(sat) — 0.1 0.2 V IF=20 mA,IC=1 mA
传输 隔离电阻 Riso 5×10¹⁰ 1×10¹¹ — Ω DC 500 V,40~60% R.H.
传输 浮动(隔离)电容 Cf — 0.6 1 pF V=0,f=1 MHz
传输 截止频率 fc — 80 — kHz VCE=5 V,IC=2 mA,RL=100 Ω,−3 dB
传输 响应时间(上升) tr — 4 18 µs VCE=2 V,IC=2 mA,RL=100 Ω
传输 响应时间(下降) tf — 3 18 µs VCE=2 V,IC=2 mA,RL=100 Ω

脚注 1(全译):CTR = IC / IF × 100%。

(译注:CTR 50~600% 是“LTV-817 不分档(No Bin)”的整机范围;按档交付时范围收窄,见 §5。这两行与“集电极电流 IC 2.5~30 mA”是同一测试条件下的三种表述。)


5. CTR 分档表(RANK TABLE OF CURRENT TRANSFER RATIO,内页 10/17,全表)

测试条件(原文表注):IF=5 mA,VCE=5 V,Ta=25 ℃。

型号 CTR 分档 Min (%) Max (%)
LTV-817 L 50 100
LTV-817 A 80 160
LTV-817 B 130 260
LTV-817 C 200 400
LTV-817 D 300 600
LTV-817 L 或 A 或 B 或 C 或 D 50 600
LTV-817 No Bin(不分档) 50 600
LTV-827 B 130 260
LTV-827 C 200 400
LTV-827 D 300 600
LTV-827 BC 130 400
LTV-827 CD 200 600
LTV-827 No Bin 50 600
LTV-847 BC 130 400
LTV-847 CD 200 600

(译注 1:相邻档约 1.6~2 倍的跨档比,就是03_环路补偿与TL431光耦 §4.3“档位散差”的定量出处——同型号不同档的环路增益差 2 倍以上,RLED 必须按所用档位的下限设计。) (译注 2:L 档为 Lite-On 命名;业界常说的“PC817 后缀 A/B/C/D”与本表 A~D 档一致,L 档及双/四通道的 BC/CD 合并档为该家族的交付选项。Sharp 原厂分档范围是否与本表逐项等同——待核实。) (译注 3:§9 命名规则中 CTR RANK 栏只写“(A, B or none)”,与本章 L~D 五档不一致——原文两处如此,推断命名栏仅为示例性列举,订货时应以本章分档表为准。)


6. 特性曲线(CHARACTERISTICS CURVES,内页 11~12/17,图 1~11 逐图)

见图 1(内页 11/17)Forward Current vs. Ambient Temperature:IF 降额曲线。−60~约 +75 ℃ 平台段保持 50 mA(读图),之后线性下降,+110 ℃ 降至约 10 mA(读图)——高温段每 ℃ 约 1 mA 的输入降额。 见图 2(内页 11/17)Collector Power Dissipation vs. Ambient Temperature:PC 降额。−60~约 +65 ℃ 平台段 150 mW(读图),之后线性下降,+110 ℃ 约 20 mW 量级(读图)。 见图 3(内页 11/17)Collector-emitter Saturation Voltage vs. Forward Current:VCE(sat)-IF 曲线族,IC=0.5/1/3/5/7 mA 五条,Ta=25 ℃;纵轴 0~6 V、横轴 IF 0~15 mA。IC 越大 VCE(sat) 越高。 见图 4(内页 11/17)Forward Current vs. Forward Voltage:IF-VF 特性(对数-线性),TA=115/75/25/0/−55 ℃ 五条曲线;纵轴 IF 0.1~100 mA、横轴 VF 0.6~1.6 V。同 VF 下高温电流更大——LED 正向压降负温度系数(读图,约 −1~−2 mV/℃ 量级,待核实)。 见图 5(内页 11/17)Current Transfer Ratio vs. Forward Current:CTR-IF 归一化曲线(归一化到 IF=5 mA,VCE=5 V,TA=25 ℃)。0.1 mA 处仅约 0.1(读图),随 IF 上升,在 5~10 mA 附近达到峰值(略高于 1 倍,读图),>20 mA 后回落,100 mA 处约 0.6~0.7(读图)。这就是“IF 工作平坦区选 2~10 mA”的曲线依据(参见环路教程 §4.6)。 见图 6(内页 11/17)Collector Current vs. Collector-emitter Voltage:IC-VCE(non-sat) 输出特性族,IF=1/5/10/20/30 mA,TA=25 ℃;纵轴 IC 0~80 mA、横轴 VCE 0~10 V,虚线为 Pc(MAX) 功耗边界。饱和区在 VCE<0.2 V 量级,线性区电流随 IF 阶梯抬升。 见图 7(内页 12/17)Relative Current Transfer Ratio vs. Ambient Temperature:相对 CTR-环境温度(归一化到 IF=5 mA、VCE=5 V、TA=25 ℃)。曲线:−55 ℃ 约 0.9,25~40 ℃ 附近峰值约 1.05,此后单调下滑,+100 ℃ 约 0.6、+110 ℃ 约 0.55(均为读图近似)。 见图 8(内页 12/17)Collector-emitter Saturation Voltage vs. Ambient Temperature:VCE(sat)-温度,IF=5/10/20 mA、IC=1 mA 三条,纵轴 0.02~0.14 V。三族曲线均随温度单调上升(深度饱和开关应用的高温核算)。 见图 9(内页 12/17)Collector Dark Current vs. Ambient Temperature:ICEO-温度,VCE=20 V;−25~+125 ℃ 横跨约 6 个数量级(10⁻¹¹~10⁻⁵ A,读图),近似每 25 ℃ 一个数量级(读图)——高温下暗电流不再是“可忽略的 nA”。 见图 10(内页 12/17)Response Time vs. Load Resistance:响应时间-负载电阻,VCE=2 V、IC=2 mA、TA=25 ℃;tr/tf/td/ts 四条曲线,横轴 RL 0.05~10 kΩ(对数)、纵轴 0.2~500 µs(对数)。tr/tf 随 RL 增大而拉长——反馈通道的上拉电阻越大,光耦自身越慢。 见图 11(内页 12/17)Frequency Response:频率响应,VCE=2 V、IC=2 mA、TA=25 ℃,RL=100 Ω/1 kΩ/10 kΩ 三条;纵轴电压增益 Av 0~−20 dB、横轴 0.5~500 kHz。RL=100 Ω 时 −3 dB 约 80 kHz(对应 §4.2 表值 fc typ.);RL 越大截止频率越低(读图,1 kΩ 约十几 kHz、10 kΩ 数 kHz 量级——读图近似)。此即“20 kΩ 上拉 → 光耦极点 ≈1.6 kHz”的外推基准(外推推法与两项核算对比参见03_环路补偿与TL431光耦 §4.5)。 附图(内页 12/17):响应时间测试电路(脉冲输入,输出定义 10%/90% 电平,标注 td/tr/ts/tf)与频率响应测试电路(信号源 + 偏置 + RL 取输出)。


7. 焊接温度曲线(TEMPERATURE PROFILE OF SOLDERING,内页 13~14/17)

7.1 IR 回流焊(符合 JEDEC-STD-020C)

推荐在下列温度-时间曲线内一次回流焊接;焊接不超过 3 次。

曲线项目 条件
预热 — 温度下限 (TSmin) 150 ℃
预热 — 温度上限 (TSmax) 200 ℃
预热时间 (ts) 90±30 s
焊接区温度 (TL) 217 ℃
焊接区时间 (tL) 60 s
峰值温度 (TP) 260 ℃
升温速率 最大 3 ℃/s
降温速率 3~6 ℃/s

曲线示意(内页 13/17):25 ℃ → 预热 150~200 ℃ 维持 60~120 s(ts 标注 90±30 s)→ 217 ℃ 以上保持 60 s(tL)→ 峰值 260 ℃(约 20 s 内)→ 降温段 35~70 s。

7.2 波峰焊(符合 JEDEC22A111)

推荐在下列温度条件下焊接一次:焊接温度 260 +0/−5 ℃;时间 10 s;预热温度 25~140 ℃;预热时间 30~80 s。

7.3 烙铁手焊

每道工序只焊单侧引脚,推荐一次焊接:温度 380 +0/−5 ℃;时间最长 3 s。


8. 推荐焊盘图形(RECOMMENDED FOOT PRINT PATTERNS,内页 15/17)

8.1 4 脚封装(LTV-817 系);8.2 8 脚封装(LTV-827 系);8.3 16 脚封装(LTV-847 系)——三张焊盘尺寸图,尺寸单位毫米。见原 PDF 内页 15/17。


9. 命名规则(Naming rule,内页 16/17,全译)

带连字符形式:LTV-8X7(1)-(2)-(3)-G(DEVICE PART NUMBER):

示例:LTV-817S-TA1-A-G。

无连字符形式:LTV8X7(1)(2)(3)-V-G:第 (1)(2)(3) 项与上式相同,第 (4) 项为 VDE 订货选项(V),第 (5) 项为无卤素选项(G)。示例:LTV817STA1A-V-G。

(译注:命名规则中 CTR RANK 栏只写“(A, B or none)”,与 §5 分档表 L~D 五档不一致——原文两处如此,推断命名栏仅为示例性列举,订货时应以 §5 分档表为准;两处示例均只演示到 A 档,C/D/L 档订货写法按同一格式类推——推断,待核实。)


10. 注意事项(Notes,内页 17/17,全译)

(译注:原文末两条“subject to change…”与“Immerge…”各重复出现两次——原文排版如此,此处合并为一遍并注明。)


11. 老化与寿命要点(库内口径补充——原文无此内容)

本节不是 DS 内容:原厂手册没有给出 CTR 随寿命衰减的曲线或量化指标(18 页全查无此项)。光耦老化核算在库内的口径如下,均标注来源:

项 口径 来源
LED 光衰导致 CTR 寿命期内 −30%~−50%,高温 + 大 IF 加速 业界经验,10 年设计按此预算 03_环路补偿与TL431光耦 §4.3
档位×温漂×老化三层散差合计可达 5~6 倍;RLED 按“CTR 最低档×寿命末期×低温”定穿越频率,PM 按“最高档×高温×新机”复核 库内推导口径 同上 §4.3/§7.1
DS 能给的只有“测试点”:CTR 标定在 IF=5 mA、VCE=5 V、25 ℃ 手册事实(本篇 §4.2/§5) 本篇
温漂形状:图 7 显示低温只跌 ~10%,高温 100 ℃ 跌 ~40% 读图近似(本篇图 7) 本篇
大 IF 直接加速光衰 → IF 平坦区取 2~10 mA、TL431 偏置 ≥1 mA 的双重含义 器件事实(图 5)+业界经验 本篇+环路教程 §4.2/§4.6

工程结论(库内口径):散热与降额就是 CTR 寿命管理——IF 常态工作点越低、结温越低,寿命末期 CTR 剩余越多;“CTR 最低档×寿命末期×低温”决定环路增益下限,“最高档×高温×新机”决定上限,两端夹出的 RLED 才能同时过瞬态与稳定两关。


译者附注(全库视角)

  1. 章节对照:原文共 10 章(Description / Package Dimensions / Taping Dimensions / Rating and Characteristics / Rank Table of CTR / Characteristics Curves / Temperature Profile of Soldering / Recommended Foot Print Patterns / Naming rule / Notes),本篇逐章对应,无增删。
  2. 与库内文档的数字对接:CTR 分档表(§5)↔ 环路教程 §4.3 档位散差;图 7 ↔ 温漂角落(教程按“低温跌 20~40%”的保守经验做角落,本 DS 实测低温仅 −10% 左右、高温端才是大头——角落验证权重应向高温偏移);图 11/图 10 ↔ 光耦极点与上拉电阻的关系(教程 §4.5);VCEO 35 V/Viso 5000 Vrms ↔ 全库隔离方案器件事实。
  3. OCR/字形还原清单(txt 提取 → 原 PDF 实印):图题拼写 Temperatute/Dissiption/Forword 按原文原样保留于英文原注;额定表内 o C/W→℃/W;RRECOMMENDED→RECOMMENDED(原文章题多印一个 R);§2.3 注 6 的 “4”or“V” 仅见于 817 页。
  4. 待核实项汇总:LTV-817 与 Sharp PC817 的逐项数值等同性;L 档在 Sharp 命名体系中的对应;817 工作温度上限更高的原因;C/D 档订货写法示例。

上一级:光耦