光耦参数的详解

 公司新闻     |      2021-10-23 20:59

光耦作为一个断绝器件已经获得遍及应用,无处不在。一般各人在初次打仗到光耦时往往感想无从下手,不知设计对与错,跟着碰着越来越多的问题,才会逐步有所体会。

本文就三个方面临光耦做接头:光耦事情道理;光耦的 CTR 观念;光耦的延时。本接头也有认识上的范围性,但但愿能辅佐到初次利用光耦的同事。

领略光耦

光耦是断绝传输器件,原边给定信号,副边回路就会输出颠末断绝的信号。对付光耦的断绝容易领略,此处不做接头。

以一个简朴的图(图.1)说明光耦的事情:原边输入信号 Vin,施加到原边的发光二极管和 Ri 上发生光耦的输入电流 If,If 驱动发光二极管,使得副边的光敏三极管导通,回路VCC、RL 发生 Ic,Ic 颠末 R L 发生 Vout,到达通报信号的目标。原边副边直接的驱动关联是CTR(电传播输比),要满意 Ic≤If*CTR。

光耦参数的详解

光耦一般会有两个用途:线性光耦和逻辑光耦,假如领略?

事情在开关状态的光耦副边三极管饱和导通,管压降<0.4V,Vout 约便是 Vcc(Vcc-0.4V阁下),Vout 巨细只受 Vcc 巨细影响。此时 Ic<If*CTR,此事情状态用于通报逻辑开关信号。

事情在线性状态的光耦,Ic=If*CTR,副边三极管压降的巨细便是 Vcc-Ic*R L ,Vout= Ic*R L=(Vin-1.6V)/Ri * CTR*R L ,Vout 巨细直接与 Vin 成比例,一般用于反馈环路内里 (1.6V 是大致预计,实际要按器件资料,后续 1.6V 同) 。

对付光耦开关和线性状态可以类比为普通三极管的饱和放大两个状态。

光耦参数的详解

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所以通过阐明实际的电路,撤除断绝因素,用阐明三极管的要领来阐明光耦是一个很有效的要领。此要领对付后续阐明光耦的 CTR 参数,尚有延迟参数都有助于领略。

光耦CTR

提要:1)对付事情在线性状态的光耦要按照实际环境阐明;2)对付事情在开关状态的光耦要担保光耦导通时 CTR 有必然余量;3)CTR 受多个因素影响。

2.1 光耦可否靠得住导通实际计较

举例阐明,譬喻图.1 中的光耦电路,假设 Ri = 1k,Ro = 1k,光耦 CTR= 50%,光耦导通时假设二极管压降为 1.6V,副边三极管饱和导通压降 Vce=0.4V。输入信号 Vi 是 5V 的方波,输出 Vcc 是 3.3V。Vout 能获得 3.3V 的方波吗?

我们来算算:If = (Vi-1.6V)/Ri = 3.4mA

副边的电流限制:Ic’≤ CTR*If = 1.7mA

假设副边要饱和导通,那么需要 Ic’= (3.3V – 0.4V)/1k = 2.9mA,大于电畅通道限制,所以导通时,Ic 会被光耦限制到 1.7mA,快3彩票开户, Vout = Ro*1.7mA = 1.7V

所以副边获得的是 1.7V 的方波。

为什么得不到 3.3V 的方波,可以领略为图.1 光耦电路的电流驱动本领小,只能驱动1.7mA 的电流,所以光耦会增大副边三极管的导通压降来限制副边的电流到 1.7mA。

办理法子:增大 If;增大 CTR;减小 Ic。对应法子为:减小 Ri 阻值;改换大 CTR 光耦;增大 Ro 阻值。

将上述参数稍加优化,假设增大 Ri 到 200 欧姆,其他一切条件都稳定,Vout 能获得 3.3V的方波吗?

从头计较:If = (Vi – 1.6V)/Ri = 17mA;副边电流限制 Ic’≤ CTR*If = 8.5mA,远

大于副边饱和导通需要的电流(2.9mA),所以实际 Ic = 2.9mA。

所以,变动 Ri 后,Vout 输出 3.3V 的方波。

开关状态的光耦,实际计较时,一般将电路能正常事情需要的最大 Ic 与原边能提供的最小 If 之间 Ic/If 的比值与光耦的 CTR 参数做较量,假如 Ic/If ≤CTR,说明光耦能靠得住导通。一般会预留一点余量(发起小于 CTR 的 90%)。

事情在线性状态令当别论。

CTR受哪些因素影响

上一节说到设计时要担保必然 CTR 余量。就是因为 CTR 的巨细受浩瀚因素影响,这些因素之中既有导致 CTR 只离散的因素(差异光耦),又有与 CTR 有一致性的参数(壳温/If)。

1)光耦自己:以 8701 为例,CTR 在 Ta=25℃/If=16mA 时,范畴是(15%~35%)

说明 8701 这个型号的光耦,岂论何时/何地,任何批次里的一个样品,只要在 Ta=25℃/If=16mA 这个条件下,CTR 是一个确定的值,都能确定在 15%~35%以内。计较导通时,要以下限举办计较,而且担保有余量。计较关断时要以上限。

2)壳温影响: