Perché gli optoisolatori sono bianchi?

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Ho notato che la maggior parte degli optoisolatori (accoppiatori ottici, opto-triac) hanno un pacchetto bianco. Perché?

opto-isolator  packages 
— m.Alin
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Ho visto solo quelli neri
— endolito il

Risposte:

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Sommario:

  • Nei dispositivi accoppiatori ottici che sono essenzialmente identici a parte essere di colore bianco o nero, i fogli di dati dei produttori mostrano differenze nella velocità di commutazione e nelle prestazioni termiche, il bianco è superiore in ogni caso.

  • Il parametro fisico più notevole dei dispositivi reali è una capacità molto più bassa per il pacchetto bianco. Sembra probabile che la capacità inferiore sia causata da una diversa costante dielettrica nel materiale bianco e che la capacità inferiore consenta una commutazione più rapida.

  • Numerose curve di confronto dettagliate "bianco contro nero sullo stesso grafico" sono disponibili nel foglio dati citato.

  • Le prestazioni termiche del materiale bianco rientrano nell'intervallo che ci si aspetterebbe da caratteristiche di radiazione superiori (e forse anche da una conduttività termica migliorata).

  • Si noti che molti dei primi IC erano bianchi a causa dell'uso di confezioni in ceramica - abbastanza diversi dal materiale considerato qui.

DIFFERENZE BASATE SULLA SCHEDA TECNICA

  • Alcune differenze significative o molto significative sono evidenti tra parti altrimenti apparentemente identiche o quasi identiche in cui il foglio dati fornisce dati comparativi sulla confezione bianca e nera. Tuttavia, alcuni produttori non offrono alternative bianche e nere per gli stessi numeri di parte standard del settore in cui altri forniscono una scelta (ad esempio, Fairchild offre bianco e nero per 4N25).

Dove viene offerta una scelta di colore, le differenze più notevoli sono

  • Un miglioramento da 1,5 a 3 volte nei tempi di commutazione per i pacchetti bianchi rispetto al nero.

  • Comportamento termico leggermente migliore dai pacchetti bianchi.

    La rigidità della correlazione è in qualche modo viziata dai produttori che fanno minuscole differenze meccaniche che sono quasi certamente irrilevanti ma che lasciano una minima incertezza.

Le differenze che si possono vedere sulla base delle schede tecniche del mondo reale includono:

  • I pacchetti bianchi hanno migliori caratteristiche termiche.

    La resistenza termica è inferiore e

    Le parti possono essere declassate ad una quantità inferiore per aumento di grado della temperatura ambiente.

    La dissipazione massima consentita può essere maggiore.

  • L'ingresso alla capacità di Ouput è inferiore per il pacchetto bianco - presumibilmente a causa di una differenza nella costante dielettrica.

  • La velocità di commutazione è più veloce per il pacchetto bianco. Varia con resistenza di carico. Toff ha influenzato più di Ton ma entrambi differiscono in modo significativo. Ton da 2x a 3x più veloce in bianco !!!

Esempi di tutto quanto sopra sono riportati nella scheda tecnica dell'accoppiatore ottico Faichild 4N28

Questa versione di 4N28 può essere ottenuta in bianco (con suffisso "-M") o in nero. Le differenze pubblicate nella scheda tecnica includono:

  • Dissipazione di potenza totale. 250 mW a 25 ° C in ogni caso, ma declassato per grado C a

    Nero - 3,3 mW
    Bianco - 2,94 mW.

  • Corrente d'ingresso media avanti DC. Si noti che questo sembra andare contro la tendenza ma non è ovviamente direttamente collegato termicamente.

    Nero - 100 mA
    Bianco - 60 mA

  • LED - dissipazione di potenza e declassamento per grado C. Ancora una volta, un "messaggio misto".

    Nero - 150/2 Bianco - 120/1,41.

  • Dissipazione di potenza del rivelatore. 150 mW a 25 ° C in ogni caso, ma declassato per grado C a

    Nero - 2,0 mW
    Bianco - 1,76 mW.

  • Ingresso - Tensione di isolamento dell'uscita. Un risultato bizzarro ma sembrano differenziarsi. Si noti che 5300 VAC RMS = 7500 VAC_peak per un'onda sinusoidale. Mentre la ragione di questa specifica "diversa ma uguale" può essere discussa, è bizzarro e fuorviante specificarla in questo modo. Per un'onda sinusoidale pura queste specifiche sono identiche, ma una è per 1 minuto e l'altra per 1 secondo.

    Nero - 5300 VAC RMS, 60 Hz, 1 minuto

    Bianco: picco 7500 V CA, 60 Hz, 1 secondo

  • Capacità di isolamento . Questo sembra essere significativo per alcune applicazioni, ma ciascuna di esse è leggermente diversa, il che impedisce un certo confronto. Si noti che mentre il valore del bianco è solo il 40% del valore del nero, il che sembra essere altamente significativo, il massimo bianco è del 1000% rispetto al Whitetypical ma il tipico nero non è indicato. Molto sciatta

    Nero - 0,5 pF tipico

    Bianco - 0,2 pF tipico, 2 pF max.

  • Dimensioni imballo Agh! Idioti.

    Le versioni in bianco e nero hanno le loro specifiche del pacchetto e ci sono varie differenze dimensionali minori in molte dimensioni in ciascuna delle versioni con spaziatura tra fori passanti, SMD e 0.4 ". :-(.

  • Rapporto di trasferimento della corrente assoluta - CTR.

    Nessuna differenza tra bianco e nero nei dati numerici.

    Ciò sembra errato sulla base di inferenze che possono essere tratte da dati CTR relativi.

  • Rapporto di trasferimento di corrente normalizzato - CTR. Ancora idioti, a quanto pare.

    Gli assi del grafico sono scale diverse (pratica molto scarsa) La
    normalizzazione a CTR = 1 relativo a 10 mA impedisce confronti completi.
    Picchi di nero più alti rispetto a 10 mA e a mA inferiore rispetto al bianco.

  • Velocità di commutazione. Ton, Toff, Trise, Tfall. Grafici pagina 8. Questi variano con la resistenza di carico, in particolare Tr e Toff che dipendono dalla costante di tempo della resistenza di pullup e dalla capacità del dispositivo.

  • A valori di resistenza di carico tipici (da 1k a 10k) Ton è circa da 2 a 3 volte più veloce per il pacchetto bianco !!!

    A 1k di carico Toff nero è circa 1,5x Toff bianco

    A 10k di carico Toff nero è circa 2,2x Toff bianco

    A 100k di carico (insolitamente alto) il nero Toff è circa 3x bianco Toff

Nota: la dimensione del campione su cui si basa quanto sopra è incredibilmente piccola. Tuttavia, le differenze sembrano essere reali e significative.

— Russell McMahon
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Devi stare attento alle pseudo-correlazioni. Non c'è motivo fisico per cui il bianco dovrebbe essere più veloce, quindi probabilmente è una pseudo-correlazione. È come "Le persone con i piedi piccoli fanno male alla fisica della materia ad alta densità". È vero: i bambini non capiscono la fisica dell'HDM e hanno i piedi piccoli. Basta non mettere un "quindi" o "perché" come quello tra dichiarazioni apparentemente correlate.
— Stevenvh,
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Devi stare attento alle affermazioni assolute, penso :-). E devi verificare se è stato suggerito un possibile collegamento fisico nella (aka mia) risposta. Come è stato in questo caso. La correlazione non dimostra la causalità, come si dice sempre - MA se esiste la causalità è utile trovarla. vale a dire che è probabile che la costante dielettrica dell'incapsulante usata influenzi in modo significativo le capacità interne ed interne dell'elettrodo e / o delle strutture e che ciò influisca sulle costanti di tempo. Uno sguardo ai grafici dei tempi di commutazione nel documento citato dà buona credibilità a questa teoria ..
— Russell McMahon
Touché. Le persone daranno le cose per scontate tutto il tempo, in modo che non ci siano ragioni fisiche per cui il bianco dovrebbe essere più veloce, o che le minuscole differenze meccaniche non sono quasi certamente rilevanti ;-)
— stevenvh
@stevenh - Sarai sicuro che apprezzerai che il commento sulle minute differenze fisiche è, ovviamente [tm], un giudizio ingegneristico basato sui fatti disponibili (più l'ondeggiamento delle mani e alcuni pesci morti) ed è stato realizzato solo dopo aver accuratamente [tm] confrontato i diagrammi dimensionali per i tipi di 3 pkg x 2 colori e verificato se ad esempio le differenze tra White_1 e Blk_1 sono state abbinate in W2 / B2 e W3 / B3. Non erano coerenti. I colori, ma non i pkg, sono rappresentati in modo dettagliato e poiché le differenze tra i pkg non si intercorrano bene con i cambiamenti delle specifiche, penso che la frase sia "sicura".
— Russell McMahon,
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Quanto sopra è in effetti vero (a parte il pesce). Se ho intenzione di dire cose come "... minuscole differenze meccaniche che quasi sicuramente non sono rilevanti ..." Cerco (quasi sempre) di garantire che tale affermazione sia considerata. Può essere basato su ricerche o controlli approfonditi, o su vasta esperienza o, più di solito, su un mix. A volte "dico solo cose" ma spero che sparisca raramente. Anche la mia risposta originale, che ora considero errata (alias "non c'è motivo") si basava sull'esperienza e su alcuni controlli della scheda tecnica. Non abbastanza di quest'ultimo come si è scoperto.
— Russell McMahon,
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Non lo sono sempre. In effetti, vedo pochissimi optoisolatori bianchi. Di seguito è riportato un alimentatore rimosso da una TV; ci sono due importanti optos neri che attraversano il confine dell'alta tensione.

Optoisolatori su un alimentatore

Il motivo può essere per motivi di sicurezza o per facilitare l'identificazione. Ad esempio, perché la maggior parte dei condensatori di classe Y sono blu? In una catena di montaggio o durante la riparazione, impedirebbe di mescolare i condensatori con altri dispositivi, che non sono classificati per la stessa applicazione. Potrebbero esserci anche altri motivi; forse il materiale particolare (forse ceramica anziché plastica) di cui sono fatti gli optoisolatori bianchi è più robusto rispetto ai danni esterni o può sostenere una tensione più elevata. Forse all'ingegnere che li ha progettati sono piaciute solo le chip bianche;).

— Thomas O
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Non ho detto che sono tutti bianchi, ma la maggior parte di quelli che ho comprato erano bianchi. La teoria della sicurezza ha un senso.
— m.,
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Nozione interessante, soprattutto perché la maggior parte delle sostituzioni di chip comporterebbe un prodotto non funzionale, ma non palesemente pericoloso. Mettere un IC dove un optoisolatore doveva andare potrebbe creare una situazione pericolosa con connessione galvanica che getta un ponte sulla barriera di isolamento. A seconda di ciò che l'opto avrebbe dovuto fare, sarebbe anche immaginabile che un dispositivo possa funzionare per lo più, nonostante le condizioni pericolose.
— supercat
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L'argomento sulla sicurezza di Thomas non suona male, ma poi ti aspetteresti che siano tutti bianchi e si dà un controesempio.
Quindi non tutti gli accoppiatori ottici sono bianchi, anche se ne ho visti solo pochi che non lo sono, ma non sono gli unici circuiti integrati bianchi:

IC bianco

Questo è il pacchetto di una rete di resistori, che non è un classico IC (semplicisticamente: significa molti transistor), proprio come il fotoaccoppiatore (con una barriera tra le due parti). Quindi ci sono accoppiatori ottici bianchi e neri e i circuiti integrati bianchi possono essere o meno accoppiatori ottici. Non penso che ci sia un motivo tecnico specifico.

— stevenvh
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