光耦的一些常用参数和使用技巧

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光耦常用参数正向电流IF:在被测管两端加一定的正向电压时二极管中流过的电流。

反向电流IR:在被测管两端加规定反向工作电压VR时,二极管中流过的电流。

反向击穿电压VBR::被测管通过的反向电流IR为规定值时,在两极间所产生的电压降。

结电容CJ:在规定偏压下,被测管两端的电容值。

反向击穿电压V(BR)CEO:发光二极管开路,集电极电流IC为规定值,集电极与发射集间的电压降。

输出饱和压降VCE(sat):发光二极管工作电流IF和集电极电流IC为规定值时,并保持

IC/IF≤CTRmin时(CTRmin在被测管技术条件中规定)集电极与发射极之间的电压降。反向截止电流ICEO:发光二极管开路,集电极至发射极间的电压为规定值时,流过集电极的电流为反向截止电流。

电流传输比CTR:输出管的工作电压为规定值时,输出电流和发光二极管正向电流之比为电流传输比CTR。

脉冲上升时间tr、下降时间tf:光耦合器在规定工作条件下,发光二极管输入规定电流IFP 的脉冲波,输出端管则输出相应的脉冲波,从输出脉冲前沿幅度的10%到90%,所需时间为脉冲上升时间tr。从输出脉冲后沿幅度的90%到10%,所需时间为脉冲下降时间tf。传输延迟时间tPHL、tPLH:光耦合器在规定工作条件下,发光二极管输入规定电流IFP 的脉冲波,输出端管则输出相应的脉冲波,从输入脉冲前沿幅度的50%到输出脉冲电平下降到1.5V时所需时间为传输延迟时间tPHL。从输入脉冲后沿幅度的50%到输出脉冲电平上升到1.5V时所需时间为传输延迟时间tPLH。

入出间隔离电容CIO:光耦合器件输入端和输出端之间的电容值。

入出间隔离电阻RIO:半导体光耦合器输入端和输出端之间的绝缘电阻值。

入出间隔离电压VIO:光耦合器输入端和输出端之间绝缘耐压值。

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常用的器件。光电耦合器分为两种:一种为非线性光耦,另一种为线性光耦。

常用的4N系列光耦属于非线性光耦

常用的线性光耦是PC817A—C系列。

非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的,这类光耦适合于弄开关信号的传输,不适合于传输模拟量。

线性光耦的电流传输手特性曲线接进直线,并且小信号时性能较好,能以线性特性进行隔离控制。

开关电源中常用的光耦是线性光耦。如果使用非线性光耦,有可能使振荡波形变坏,严重时出现寄生振荡,使数千赫的振荡频率被数十到数百赫的低频振荡依次为号调制。由此产生的后果是对彩电,彩显,VCD,DCD等等,将在图像画面上产生干扰。同时电源带负载能力下降。

在彩电,显示器等开关电源维修中如果光耦损坏,一定要用线性光耦代换。

常用的4脚线性光耦有PC817A----C。PC111 TLP521等常用的六脚线性光耦有:

TLP632 TLP532 PC614 PC714 PS2031等。

常用的4N25 4N26 4N35 4N36是不适合用于开关电源中的,因为这4种光耦均属于非线

性光耦。

以下是目前市场上常见的高速光藕型号:

100K bit/S:

6N138、6N139、PS8703

1M bit/S:

6N135、6N136、CNW135、CNW136、PS8601、PS8602、PS8701、PS9613、

PS9713、CNW4502、HCPL-2503、HCPL-4502、HCPL-2530(双路)、HCPL-2531(双路)

10M bit/S:

6N137、PS9614、PS9714、PS9611、PS9715、HCPL-2601、HCPL-2611、HCPL-2630(双路)、HCPL-2631(双路)

光耦合器的增益被称为晶体管输出器件的电流传输比 (CTR),其定义是光电晶体管集电极电流与LED正向电流的比率(ICE/IF)。光电晶体管集电极电流与VCE有关,即集电极和发射极之间的电压。

可控硅型光耦

还有一种光耦是可控硅型光耦。

例如:moc3063、IL420;

它们的主要指标是负载能力;

例如:moc3063的负载能力是100mA;IL420是300mA;

光耦使用技巧(转)

光电耦合器(简称光耦),是一种把发光元件和光敏元件封装在同一壳体内,中间通过电→光→电的转换来传输电信号的半导体光电子器件。光电耦合器可根据不同要求,由不同种类的发光元件和光敏元件组合成许多系列的光电耦合器。目前应用最广的是发光二极管和光敏三极管组合成的光电耦合器,其内部结构如图1a所示。

光耦以光信号为媒介来实现电信号的耦合与传递,输入与输出在电气上完全隔离,具有抗干扰性能强的特点。对于既包括弱电控制部分,又包括强电控制部分的工业应用测控系统,采用光耦隔离可以很好地实现弱电和强电的隔离,达到抗干扰目的。但是,使用光耦隔离需要考虑以下几个问题:

① 光耦直接用于隔离传输模拟量时,要考虑光耦的非线性问题;

② 光耦隔离传输数字量时,要考虑光耦的响应速度问题;

③ 如果输出有功率要求的话,还得考虑光耦的功率接口设计问题。

1 光电耦合器非线性的克服

光电耦合器的输入端是发光二极管,因此,它的输入特性可用发光二极管的伏安特性来表示,如图1b所示;输出端是光敏三极管,因此光敏三极管的伏安特性就是它的输出特性,如图1c所示。由图可见,光电耦合器存在着非线性工作区域,直接用来传输模拟量时精度较差。

图1 光电耦合器结构及输入、输出特性

解决方法之一,利用2个具有相同非线性传输特性的光电耦合器,T1和

T2,以及2个射极跟随器A1和A2组成,如图2所示。如果T1和T2是同型号同批次的光电耦合器,可以认为他们的非线性传输特性是完全一致的,即

K1(I1)=K2(I1),则放大器的电压增益

G=Uo/U1=I3R3/I2R2=(R3/R2)[K1(I1)/K2(I1)]=R3/R2。由此可见,利用T1和

T2电流传输特性的对称性,利用反馈原理,可以很好的补偿他们原来的非线性。

图2 光电耦合线性电路

另一种模拟量传输的解决方法,就是采用VFC(电压频率转换)方式,如图3所示。现场变送器输出模拟量信号(假设电压信号),电压频率转换器将变送器送来的电压信号转换成脉冲序列,通过光耦隔离后送出。在主机侧,通过一个频率电压转换电路将脉冲序列还原成模拟信号。此时,相当于光耦隔离的是数字量,可以消除光耦非线性的影响。这是一种有效、简单易行的模拟量传输方式。