不容忽視的光耦電路設計的“點點滴滴”
發布時間:2014-10-29 責任編輯:sherryyu
【導讀】光(guang)耦(ou)是(shi)什(shen)麼(me),工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)是(shi)怎(zen)樣(yang)的(de)?從(cong)事(shi)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)的(de)工(gong)程(cheng)師(shi)都(dou)是(shi)很(hen)清(qing)楚(chu)的(de),但(dan)是(shi)這(zhe)並(bing)不(bu)意(yi)味(wei)著(zhe)大(da)家(jia)就(jiu)知(zhi)道(dao)如(ru)何(he)設(she)計(ji)光(guang)耦(ou)電(dian)路(lu)的(de)點(dian)點(dian)滴(di)滴(di),更(geng)有(you)很(hen)多(duo)工(gong)程(cheng)師(shi)連(lian)最(zui)基(ji)本(ben)的(de)光(guang)耦(ou)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)的(de)參(can)數(shu)都(dou)不(bu)是(shi)很(hen)明(ming)白(bai)。這(zhe)裏(li)小(xiao)編(bian)為(wei)大(da)家(jia)普(pu)及(ji)光(guang)耦(ou)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)知(zhi)識(shi)。
光電耦合器(opticalcoupler,英文縮寫為OC)亦稱光電隔離器或光耦合器,簡稱光耦。它是以光為媒介來傳輸電信號的器件,通常把發光器(紅外線發光二極管LED)與受光器(光敏半導體管)封裝在同一管殼內。當輸入端加電信號時發光二極管發出光線,光敏三極管接受光線之後就產生光電流,從輸出端流出,從而實現了“電—光—電”轉換。以光為媒介把輸入端信號耦合到輸出端的光電耦合器,由於它具有體積小、壽命長、無觸點,抗幹擾能力強,輸出和輸入之間絕緣,單向傳輸信號等優點,在數字電路上獲得廣泛的應用。
光耦合器的主要優點是:信xin號hao單dan向xiang傳chuan輸shu,輸shu入ru端duan與yu輸shu出chu端duan完wan全quan實shi現xian了le電dian氣qi隔ge離li,輸shu出chu信xin號hao對dui輸shu入ru端duan無wu影ying響xiang,抗kang幹gan擾rao能neng力li強qiang,工gong作zuo穩wen定ding,無wu觸chu點dian,使shi用yong壽shou命ming長chang,傳chuan輸shu效xiao率lv高gao。光guang耦ou合he器qi是shi70年代發展起來產新型器件,現已廣泛用於電氣絕緣、電平轉換、級間耦合、驅動電路、開關電路、斬波器、多諧振蕩器、信號隔離、級間隔離、脈衝放大電路、數字儀表、遠距離信號傳輸、脈衝放大、固態繼電器(SSR)、儀器儀表、通tong信xin設she備bei及ji微wei機ji接jie口kou中zhong。在zai單dan片pian開kai關guan電dian源yuan中zhong,利li用yong線xian性xing光guang耦ou合he器qi可ke構gou成cheng光guang耦ou反fan饋kui電dian路lu,通tong過guo調tiao節jie控kong製zhi端duan電dian流liu來lai改gai變bian占zhan空kong比bi,達da到dao精jing密mi穩wen壓ya目mu的de。
在光耦電路設計中,有兩個參數常常被人忽視,需要格外注意,
一個是反向電壓Vr(ReverseVoltage),是指原邊發光二極管所能承受的最大反向電壓,超過此反向電壓,可能會損壞LED。而一般光耦中,這個參數隻有5V左右,在存在反壓或振蕩的條件下使用時,要特別注意不要超過反向電壓。如,在使用交流脈衝驅動LED時,需要增加保護電路。

另外一個參數是光耦的電流傳輸比(currenttransferratio,簡稱CTR),是指在直流工作條件下,光耦的輸出電流與輸入電流之間的比值。光耦的CTRleisiyusanjiguandedianliufangdabeishu,shiguangoudeyigejiweizhongyaodecanshu,taqujueyuguangoudeshurudianliuheshuchudianliuzhijidianoudedianyuandianyazhi,zhejigecanshugongtongjuedingleguangougongzuozaifangdazhuangtaihaishikaiguanzhuangtai,qijisuanfangfayusanjiguangongzuozhuangtaijisuanfangfaleisi。ruoshurudianliu、輸出電流、電流傳輸比設計搭配不合理,可能導致電路不能工作在預想的工作狀態。
除上述兩個參數外,光耦還有幾個參數是比較重要的,如:
1)正向工作電壓Vf(ForwardVoltage),Vf是指在給定的工作電流下,LED本身的壓降。常見的小功率LED通常以If=10mA來測試正向工作電壓,當然不同的LED,測試條件和測試結果也會不一樣。
2)集電極電流Ic(CollectorCurrent)光敏三極管集電極所流過的電流,通常表示其最大值。
3)C-E飽和電壓Vce(sat)(C-ESaturationVoltage),即光敏三極管的集電極-發射極飽和壓降。
4)上升時間Tr(RiseTime)&下降時間Tf(FallTime),其定義與典型測試方法如下圖所示,它們反映了工作在開關狀態的光耦,其開關速度情況。

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