光耦选型最全指南及各种参数说明
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光耦的参数的详解前言光耦做为一个隔离器件早已获得广泛运用,无所不在。
一般大伙儿在第一次触碰到光耦时通常觉得找不到方向,不知道设计方案对错,伴随着碰到愈来愈多的难题,才会渐渐地有一定的感受。
文中就三个层面对光耦做讨论:光耦原理;光耦的CTR 定义;光耦的廷时。
本讨论也是有了解上的局限,但期待能协助到第一次应用光耦的朋友。
了解光耦光耦是隔离传送器件,原边给出信号,副边回路便会輸出历经隔离的信号。
针对光耦的隔离非常容易了解,这里不做讨论。
以一个简易的图(图.1)表明光耦的工作中:原边键入信号 Vin,释放到原边的发光二极管和 Ri 上造成光耦的键入电流量 If,If 驱动器发光二极管,促使副边的光敏三极管通断,回路VCC、RL 造成 Ic,Ic 历经 R L 造成 Vout,做到传送信号的目地。
原边副边立即的驱动器关系是CTR(电流量传送比),要考虑Ic≤If*CTR。
光耦一般会有两个主要用途:线形光耦和逻辑性光耦,假如了解?工作中在电源开关情况的光耦副边三极管饱和状态通断,管压力降<0.4V,Vout 等于 Vcc(Vcc-0.4V上下),Vout 尺寸只受 Vcc 尺寸危害。
这时 Ic<If*CTR,此运行状态用以传送逻辑性电源开关信号。
工作中在线形情况的光耦,Ic=If*CTR,副边三极管压力降的尺寸相当于 Vcc-Ic*R L ,Vout= Ic*R L=(Vin-1.6V)/Ri * CTR*R L ,Vout 尺寸立即与Vin 成占比,一般用以意见反馈环路里边(1.6V 是粗略地估算,具体要按器件材料,事后 1.6V 同) 。
针对光耦电源开关和线形情况能够对比为一般三极管的饱和状态变大2个情况。
因此根据剖析具体的电源电路,去除隔离要素,用剖析三极管的方式来剖析光耦是一个很合理的方式。
此方式针对事后剖析光耦的CTR 主要参数,也有延迟时间主要参数都有利于了解。
光耦CTR概述:1)针对工作中在线形情况的光耦要依据具体情况剖析;2)针对工作中在电源开关情况的光耦要确保光耦通断时CTR 有一定容量;3)CTR 受好几个要素危害。
光耦参数详解范文光耦是一种将输入和输出电路隔离的器件,它由发光二极管(LED)和光敏三极管(光电三极管)组成。
它具有高耐电压、高隔离电阻、低反向漏电流等特点,在电子电路设计中广泛应用于信号隔离、电气隔离和驱动电路等领域。
下面详细介绍光耦的参数。
1.电源电压(VCC):这是光耦器件正常工作的电压范围。
它通常在数据表中指定,并应与应用电路的电源电压匹配。
2.峰值发光二极管电流(IFP):这是发光二极管在正向工作时的最大电流。
过大的电流可能会导致发光二极管损坏或寿命缩短。
3.受控电流传输比(CTR):CTR表示输入电流与输出电流的比例。
它是光耦的一个重要参数,用以描述输入光功率和输出电流的关系。
CTR 通常以百分比表示,并在数据表中给出。
4.响应时间(tR,tF):响应时间是光敏三极管从接收到光信号到输出电流达到规定值的时间。
它分为上升时间(tR)和下降时间(tF),通常以微秒为单位,并在数据表中给出。
5.隔离电压(VISO):隔离电压是指光电耦的输入与输出之间的电气隔离能力。
它表示器件能在工作电流和工作温度下承受的最大电压。
VISO 通常以伏特为单位,并在数据表中给出。
6.开关速度:开关速度是指光耦器件从关断到导通或从导通到关断的时间。
它主要由发光二极管和光敏三极管的响应时间决定。
7.工作温度范围:光耦器件通常具有工作温度范围,超出这个范围可能会导致器件性能下降或损坏。
工作温度范围通常在数据表中给出。
8.输入至输出间隔电容:光耦器件的输入和输出之间存在间隔电容。
间隔电容是由于器件结构造成的电容效应,会影响器件的高频响应和噪声特性。
9.反向漏电流(IRR):反向漏电流是指光敏三极管在无光照射时的漏电流。
正常情况下,漏电流应尽可能小,以确保器件的正常工作。
10.输入阻抗(RI):输入阻抗指的是光耦器件的输入端对外部电路的等效阻抗。
在设计中,应将输入阻抗与输入电源电阻、输出电气负载阻抗匹配,以确保信号正确传输。
光耦型号1. 简介光耦是一种电气隔离器件,常用于将输入和输出电路隔离开来,以便在电路之间传递信号。
光耦由发光二极管(LED)和光敏晶体管(光电二极管)组成,通过光的传递来实现电气隔离。
在许多应用中,光耦通常被用于隔离高压电路和低压电路,以提高系统的安全性和稳定性。
2. 光耦型号及特性在市场上,有许多不同型号的光耦可供选择。
以下是一些常见的光耦型号及其特性:2.1 PC817•输入电流:5 mA•最大工作电压:80 V•最大耐受电压:6 V•典型电阻值:50-600 ohms•转移比(CTR):50-600% 2.2 MOC3021•输入电流:10-15 mA•最大工作电压:400 V•最大耐受电压:6 V•典型电阻值:100-600 ohms•转移比(CTR):100-600% 2.3 TLP521•输入电流:3-16 mA•最大工作电压:80 V•最大耐受电压:5 V•典型电阻值:200-500 ohms•转移比(CTR):50-600%2.4 PC123•输入电流:10-50 mA•最大工作电压:160 V•最大耐受电压:4 V•典型电阻值:50-1000 ohms•转移比(CTR):100-200%3. 使用注意事项3.1 电气参数在选择光耦型号时,需要注意光耦的电气参数,如输入电流、最大工作电压和最大耐受电压等。
这些参数直接影响到光耦的使用范围和可靠性。
3.2 环境条件光耦通常需要在一定的环境条件下工作,如温度范围和湿度等。
在使用光耦时,需要确保其工作环境符合其规定的条件,以避免不必要的损坏和故障。
3.3 电路设计在使用光耦时,需要合理设计电路,确保输入和输出电路之间的电气隔离有效。
在设计电路时,需要注意输入和输出电压的匹配,以及输入和输出电流的限制。
4. 应用领域光耦广泛应用于电力电子、通信、工控、医疗设备和家电等领域。
以下是一些常见的应用领域:•继电器驱动•开关电源控制•光耦隔离开关•交流电源控制•电动机控制•电流检测和测量5. 总结光耦是一种常见的电气隔离器件,通过光的传递来实现输入和输出电路之间的隔离。
光耦p280参数光耦P280参数光耦(Optocoupler)是一种将输入和输出电路隔离的电子元件,它通过光电转换的原理,将输入信号转化为光信号,再由光敏元件将光信号转化为输出信号。
在电子设备中,光耦广泛应用于隔离和传输信号的场合,其中光耦P280是一种常见的光耦型号。
本文将从光耦P280的参数入手,介绍其特点、应用以及注意事项。
光耦P280的参数是指该光耦器件在工作时所具备的一些关键性能指标,这些参数对于光耦的选择和应用具有重要意义。
下面将逐一介绍光耦P280的几个主要参数。
1. 推荐工作电流(IF):光耦P280的推荐工作电流是指在正常工作条件下,光耦器件所需的电流大小。
它与光耦的灵敏度、响应速度以及功耗等因素密切相关。
在实际应用中,应根据具体要求选择合适的工作电流。
2. 额定工作电压(VCE):光耦P280的额定工作电压是指在正常工作条件下,光耦器件可以承受的最大电压。
超过额定工作电压可能导致光耦器件损坏,因此在使用过程中应注意不要超过额定工作电压。
3. 隔离电压(VISO):光耦P280的隔离电压是指光耦器件输入和输出之间的电气隔离程度。
它决定了光耦器件在隔离信号时所能承受的最大电压。
在选择光耦器件时,应根据实际应用场景确定所需的隔离电压。
4. 峰值透过电流(IFP):光耦P280的峰值透过电流是指在短时间内光耦器件所能通过的最大电流。
超过峰值透过电流可能导致光耦器件损坏,因此在设计和使用过程中应避免超过该值。
5. 响应时间(tr,tf):光耦P280的响应时间是指光耦器件从输入信号变化到输出信号变化的时间。
它与光耦的内部结构以及工作状态有关,一般情况下,响应时间越短,光耦器件的响应速度越快。
光耦P280作为一种常见的光耦型号,具有以下特点和应用场景:1. 高隔离性能:光耦P280采用了先进的隔离技术,具有较高的隔离电压和隔离效果。
它可以有效地隔离输入和输出信号,保证电路的安全性和稳定性。
光耦参数详解范文光耦是一种将输入信号和输出信号以光线的形式进行隔离的电子器件。
它由一个光气室和一个光敏元件组成,通过控制输入信号使光源发出或屏蔽光线,从而控制输出信号的产生。
光耦的参数是评价其性能和适用范围的重要指标,下面对光耦的一些主要参数进行详细解释。
1.隔离电压:光耦的隔离电压是指在光气室中光线没有透过时,输入端和输出端之间可以承受的最大电压。
隔离电压越大,说明光耦具有更好的隔离效果,可以抵御更高的电压干扰。
2.电传导电流:电传导电流是指在光源未发光时,由于电耦合产生的输入端到输出端的电流。
电传导电流越小,表示光耦的隔离效果越好,输入信号不会通过电耦合效应影响输出信号。
3.触发电流:触发电流是指在光源发光时,输入端需要提供的最小电流值来触发光敏元件。
触发电流越大,说明光敏元件对光的敏感性越低,需要更大的驱动电流才能正常工作。
4.输出电流:输出电流是指光耦的输出端可以提供的最大电流值。
输出电流越大,表示光耦可以驱动更大负载的电路。
5.饱和电压降:光耦的饱和电压降是指在输出电流达到最大值时,输入端和输出端之间的电压降。
饱和电压降越小,表示光耦在负载较大时能够提供更稳定的电压输出。
6.堵塞电流:堵塞电流是指在光源未发光时,输出端到输入端存在的电流。
堵塞电流越小,表示光耦的隔离效果越好,基本可以忽略漏电流。
7.响应时间:响应时间是指光耦在输入信号变化后,输出信号达到稳定状态所需要的时间。
响应时间越短,表示光耦的响应速度越快,适用于高频率的信号传输。
8.工作温度范围:工作温度范围是指光耦能够正常工作的温度范围。
光耦应在规定的温度范围内工作,超出该范围可能会导致光耦的性能下降或损坏。
以上是一些光耦的主要参数,不同类型的光耦会有一些特殊的参数。
在选择光耦时,需要根据具体的应用需求选择合适的参数,以获得最佳的性能和可靠性。
总结起来,光耦的参数对于保障信号隔离的效果、增强电路稳定性和提高性能都起到非常重要的作用,因此在设计和选择光耦时,需要充分考虑这些参数的特点和限制。
tlp281光耦参数【原创实用版】目录1.概述2.光耦的工作原理3.光耦参数及其意义4.常见光耦参数及其典型值5.光耦参数的选择6.结束语正文1.概述光耦,全称为光电耦合器,是一种将光信号和电信号相互转换的器件。
它具有响应速度快、抗干扰能力强、输入和输出绝缘等特点,广泛应用于各种电子设备中,如电源开关、信号传输、传感器等。
在光耦的选型过程中,光耦参数是关键的参考依据。
本文将为您详细介绍光耦参数的相关知识。
2.光耦的工作原理光耦主要由发光二极管(LED)、光敏二极管(Photodiode,简称 PD)和耦合电容等元器件组成。
当输入端施加电信号时,发光二极管发光,光敏二极管接收到光信号后产生电信号,从而实现光信号和电信号的耦合。
3.光耦参数及其意义光耦参数主要包括:CTR(光电转换率)、IC(最大输入电流)、IR(最大输入电压)、ITR(光传输比)、VCE(集电极发射极电压)、PC(耦合电容)等。
了解这些参数有助于我们更好地选择合适的光耦。
4.常见光耦参数及其典型值(1)CTR(光电转换率):表示光耦合器将光信号转换为电信号的效率,通常在 10%~80% 之间。
CTR 越高,传输效率越高。
(2)IC(最大输入电流):表示光耦合器能够承受的最大输入电流,单位为 mA。
一般来说,IC 越大,光耦的驱动能力越强。
(3)IR(最大输入电压):表示光耦合器能够承受的最大输入电压,单位为 V。
IR 越大,光耦的抗干扰能力越强。
(4)ITR(光传输比):表示光耦合器在特定波长下的光传输效率,通常用百分比表示。
ITR 越高,光耦的传输效果越好。
(5)VCE(集电极发射极电压):表示光耦合器在特定电流下的集电极发射极电压,单位为 V。
VCE 越低,光耦的功耗越低。
(6)PC(耦合电容):表示光耦合器输入和输出之间的电容耦合,单位为 pF。
PC 越小,光耦的传输速度越快。
5.光耦参数的选择在选择光耦时,应根据实际应用场景和性能要求,综合考虑各参数。
光耦参数详解(一)光耦参数详解1. 什么是光耦参数?•光耦参数是指光电耦合器的一些关键性能指标和参数,用于评估光电耦合器的性能和适用范围。
2. 常见的光耦参数及其意义•输入光功率:指输入光信号的功率水平,通常以光功率单位dBm 表示。
光功率越高,光电耦合器的灵敏度越好,可以实现更高的传输距离。
•频率响应:用于描述光电耦合器对输入光信号频率变化的响应能力。
频率响应越宽,光电耦合器的传输带宽越大,可以传输更高频率的信号。
•隔离电压:指输入端和输出端之间的电压隔离能力。
隔离电压越高,光电耦合器的隔离效果越好,可以有效防止信号干扰和电路短路。
•响应时间:用于描述光电耦合器对输入光信号变化的响应速度。
响应时间越短,光电耦合器的快速开关能力越强,适用于高速信号传输和快速开关电路。
•工作温度范围:指光电耦合器能够正常工作的温度范围。
工作温度范围越宽,光电耦合器的适用场景越广。
3. 如何选择合适的光耦参数?•根据实际应用需求,选择合适的光功率、频率响应、隔离电压、响应时间和工作温度范围等参数。
•如果需要传输高频率信号,需要选择具有宽频率响应的光电耦合器。
•如果要求输入输出电路隔离效果好,需要选择隔离电压较高的光电耦合器。
•如果需要进行快速开关或传输高速信号,需要选择响应时间较短的光电耦合器。
4. 光耦参数的实际应用•光电耦合器广泛应用于工业控制、通信设备、医疗设备等领域。
•在工业控制领域,光电耦合器可以实现输入信号和输出信号的隔离,保护下位机免受高压开关电路的干扰。
•在通信设备中,光电耦合器用于光纤通信系统中的信号隔离和信号调理。
•在医疗设备中,光电耦合器可以实现生物信号的隔离和测量,用于医学监护和诊断设备。
5. 总结•光耦参数是评估光电耦合器性能的关键指标。
•不同的光耦参数适用于不同的应用场景和需求。
•合理选择光耦参数能够提高系统的性能和稳定性。
以上是关于光耦参数的详细解释,希望对读者有所帮助。
当选择光耦参数时,需要根据实际应用需求来进行合理的选择,以确保系统性能和稳定性的提高。
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。
----------------------------------------------------------------------------------------常用的器件。
485试验记录
如图进行模拟测试,AB口用485头进行数据发送测试(电脑用串口工具发送)
R92那头,进行USB转TTL串口接收测试(电脑用串口工具接收)
如图(光耦用的是EL816S)可以波特率达到19200,38400就错的很厉害了。
更换R92到330R (R93 1K)波特率提高到38400 不出错
更换R93到2.4K (R92 1K) 波特率也提高到将近38400(38400有出错现象)
说明了光耦的IC越大,进入饱和越慢波特率越高。
IF适当减少,进入饱和也会变慢。
说明,光耦的CTR应该小点才适合传输,高速光耦的CTR都比较小。
传闻K1010系列的光耦通讯效果好,但是CTR有区别。
下面验证K1010A(CTR 50左右)和K1010D(CTR 300-600)的差别
是否K1010A比K1010D的效果好,待下面验证。
更换E13成K1010A (R93 2.4K ,R92 1K)收不到信号R93太大了
更换E13成K1010A (R93 1K ,R92 1K)
波特率可以达到57600附近。
远远好远光耦EL816S(CTR未知,随便选的)
更换E13成K1010D (R93 1K ,R92 1K)
波特率接近19200 (9600问题不大)。
光耦常用参数 正向压降VF:二极管通过的正向电流为规定值时,正负极之间所产生的电压降。 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。 ---------------------------------------------------------------------------------------- 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:
光耦选型手册光耦简介:光耦合器(opticalcoupler,英文缩写为OC)亦称光电隔离器或光电耦合器,简称光耦。
它是以光为媒介来传输电信号的器件,通常把发光器(红外线发光二极管LED)与受光器(光敏半导体管)封装在同一管壳内。
当输入端加电信号时发光器发出光线,受光器接受光线之后就产生光电流,从输出端流出,从而实现了“电—光—电”转换。
光耦合器一般由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。
输入的电信号驱动发光二极管(LED),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。
这就完成了电—光—电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。
光耦的分类:(1)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。
非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的,这类光耦适合于开关信号的传输,不适合于传输模拟量。
常用的4N系列光耦属于非线性光耦。
线性光耦的电流传输特性曲线接近直线,并且小信号时性能较好,能以线性特性进行隔离控制。
常用的线性光耦是PC817A—C系列。
(2)常用的分类还有:按速度分,可分为低速光电耦合器(光敏三极管、光电池等输出型)和高速光电耦合器(光敏二极管带信号处理电路或者光敏集成电路输出型)。
按通道分,可分为单通道,双通道和多通道光电耦合器。
按隔离特性分,可分为普通隔离光电耦合器(一般光学胶灌封低于5000V,空封低于2000V)和高压隔离光电耦合器(可分为10kV,20kV,30kV等)。
按输出形式分,可分为:a、光敏器件输出型,其中包括光敏二极管输出型,光敏三极管输出型,光电池输出型,光可控硅输出型等。
b、NPN三极管输出型,其中包括交流输入型,直流输入型,互补输出型等。
c、达林顿三极管输出型,其中包括交流输入型,直流输入型。
d、逻辑门电路输出型,其中包括门电路输出型,施密特触发输出型,三态门电路输出型等。
e、低导通输出型(输出低电平毫伏数量级)。
f、光开关输出型(导通电阻小于10Ω)。
g、功率输出型(IGBT/MOSFET等输出)。
光耦的结构特点:(1)光电耦合器的输入阻抗很小,只有几百欧姆,而干扰源的阻抗较大,通常为105~106Ω。
据分压原理可知,即使干扰电压的幅度较大,但馈送到光电耦合器输入端的杂讯电压会很小,只能形成很微弱的电流,由于没有足够的能量而不能使二极体发光,从而被抑制掉了。
(2)光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联系,也没有共地;之间的分布电容极小,而绝缘电阻又很大,因此回路一边的各种干扰杂讯都很难通过光电耦合器馈送到另一边去,避免了共阻抗耦合的干扰信号的产生。
(3)光电耦合器可起到很好的安全保障作用,即使当外部设备出现故障,甚至输入信号线短接时,也不会损坏仪表。
因为光耦合器件的输入回路和输出回路之间可以承受几千伏的高压。
(4)光电耦合器的回应速度极快,其回应延迟时间只有10μs左右,适于对回应速度要求很高的场合。
光耦的相关参数:一、输入特性:光耦合器的输入特性实际也就是其内部发光二极管的特性。
常见的参数有:(1).正向工作电压Vf(Forward Voltage)Vf是指在给定的工作电流下,LED本身的压降。
常见的小功率LED通常以If=20mA来测试正向工作电压,当然不同的LED,测试条件和测试结果也会不一样。
(2)反向电压Vr(Reverse Voltage )是指LED所能承受的最大反向电压,超过此反向电压,可能会损坏LED。
在使用交流脉冲驱动LED时,要特别注意不要超过反向电压。
(3)反向电流Ir(Reverse Current)通常指在最大反向电压情况下,流过LED的反向电流。
(4)允许功耗Pd(Maximum Power Dissipation)LED所能承受的最大功耗值。
超过此功耗,可能会损坏LED。
(5)中心波长λp(Peak Wave Length)是指LED所发出光的中心波长值。
波长直接决定光的颜色,对于双色或多色LED,会有几个不同的中心波长值。
(6)正向工作电流If(Forward Current)If是指LED正常发光时所流过的正向电流值。
不同的LED,其允许流过的最大电流也会不一样。
采用高效率的LED和高增益的接收放大电路可以降低驱动电流的需求。
较小的If可以降低系统功耗,并降低LED的衰减,提高系统长期可靠性。
如下图AVAGO光耦系列所示,HCPL-4701系列可做到40uA的导通电流,大大降低系统功耗。
(7)正向脉冲工作电流Ifp(Peak Forward Current)Ifp是指流过LED的正向脉冲电流值。
为保证寿命,通常会采用脉冲形式来驱动LED,通常LED规格书中给中的Ifp是以0.1ms脉冲宽度,占空比为1/10的脉冲电流来计算的。
二、输出特性:光耦合器的输出特性实际也就是其内部光敏三极管的特性,与普通的三极管类似。
常见的参数有:(1)集电极电流Ic(Collector Current)光敏三极管集电极所流过的电流,通常表示其最大值。
(2)集电极-发射极电压Vceo(C-E Voltage)集电极-发射极所能承受的电压。
(3)发射极-集电极电压Veco(E-C Voltage)发射极-集电极所能承受的电压(4)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。
(5)C-E饱和电压Vce(sat)(C-E Saturation Voltage)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。
三、传输特性:(1)电流传输比CTR(Current Transfer Radio)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。
(2)上升时间Tr (Rise Time)& 下降时间Tf(Fall Time)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。
(3)传输延迟时间tPHL,tPLH: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。
四、隔离特性:(1)入出间隔离电压Vio(Isolation Voltage)光耦合器输入端和输出端之间绝缘耐压值。
(2)入出间隔离电容Cio(Isolation Capacitance):光耦合器件输入端和输出端之间的电容值(3)入出间隔离电阻Rio:(Isolation Resistance)半导体光耦合器输入端和输出端之间的绝缘电阻值。
(4)共模抑制比CMTR光耦合器的技术参数主要有发光二极管正向压降VF、正向电流IF、电流传输比CTR、输入级与输出级之间的绝缘电阻、集电极-发射极反向击穿电压V(BR)CEO、集电极-发射极饱和压降VCE(sat)。
此外,在传输数字信号时还需考虑上升时间、下降时间、延迟时间和存储时间等参数。
电流传输比是光耦合器的重要参数,通常用直流电流传输比来表示。
当输出电压保持恒定时,它等于直流输出电流IC与直流输入电流IF的百分比。
使用光电耦合器主要是为了提供输入电路和输出电路间的隔离,在设计电路时,必须遵循下列原则:所选用的光电耦合器件必须符合国内和国际的有关隔离击穿电压的标准;由英国埃索柯姆(Isocom)公司、美国FAIRCHILD生产的4N××系列(如4N25、4N26、4N35)光耦合器,在国内应用地十分普遍。
可以用于单片机的输出隔离;所选用的光耦器件必须具有较高的耦合系数。
光耦工作原理详解以一个简单的图(图.1)说明光耦的工作:原边输入信号Vin,施加到原边的发光二极管和Ri上产生光耦的输入电流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产生Ic,Ic经过RL产生Vout,达到传递信号的目的。
原边副边直接的驱动关联是CTR(电流传输比),要满足Ic≤If*CTR。
图.1光耦一般会有两个用途:线性光耦和逻辑光耦,工作在开关状态的光耦副边三极管饱和导通,管压降<0.4V,Vout约等于Vcc(Vcc-0.4V左右),Vout大小只受Vcc大小影响。
此时Ic<If*CTR,此工作状态用于传递逻辑开关信号。
工作在线性状态的光耦,Ic=If*CTR,副边三极管压降的大小等于Vcc-Ic*RL,Vout= Ic*RL =(Vin-1.6V)/Ri * CTR*RL,Vout大小直接与Vin成比例,一般用于反馈环路里面(1.6V是粗略估计,实际要按器件资料,后续1.6V同) 。
光耦CTR详解概要:对于工作在开关状态的光耦要保证光耦导通时CTR有一定余量;CTR受多个因素影响。
一、光耦能否可靠导通实际计算举例分析,例如图.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能得到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,大于电流通道限制,所以导通时,Ic会被光耦限制到1.7mA,Vout = Ro*1.7mA = 1.7V所以副边得到的是1.7V的方波。
为什么得不到3.3V的方波,可以理解为图.1光耦电路的电流驱动能力小,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。
解决措施:增大If;增大CTR;减小Ic。
对应措施为:减小Ri阻值;更换大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,其他一切条件都不变,Vout能得到3.3V 的方波吗?重新计算: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,更改Ri后,Vout输出3.3V的方波。
开关状态的光耦,实际计算时,一般将电路能正常工作需要的最大Ic与原边能提供的最小If之间Ic/If的比值与光耦的CTR参数做比较,如果Ic/If ≤CTR,说明光耦能可靠导通。
一般会预留一点余量(建议小于CTR的90%)。