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光耦的技术参数外围电路选型

时间:2023-11-10 01:37:02 高速光耦导通电阻

光耦合的技术参数主要包括发光二极管正压降VF、正向电流IF、电流传输比CTR、绝缘电阻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、发射极饱和压降VCE(sat)。此外,在传输数字信号时,还需要考虑参数,如上升时间、下降时间、延迟时间和存储时间

CTR:发光管的电流与光敏三极管的电流比最小

CTR当输出电压保持恒定时,表示电流传输比等于直流输出电流IC与直流输入电流IF百分比CTR大部分范围为20%~300%甚至600%。CTR光耦越省电,越容易误触发;CTR小表示输入不易误触发,但功耗大。

隔离电压:发光管和光敏三极管的最小隔离电压

在这里插入图片描述

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IcCTR,该工作状态用于传输逻辑开关信号。
在线状态下工作的光耦,Ic=IfCTR,副边三极管压降等于Vcc-IcRL,Vout= IcRL
=(Vin-1.6V)/Ri * CTR*RL,Vout 大小直接与Vin 成比例一般用于反馈环路 (1.6V 是
粗略估计,实际上要根据设备数据,后续1.6V同) 。

光耦开关和线性状态可以类比为普通三极管的饱和放大状态。

在开关状态下工作的光耦应确保光耦导通CTR 有一定余量

假设 Ri = 1k,R = 1k,光耦CTR= 光耦导通50%
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方波,输出Vcc 是3.3V。Vout 是多少?
If = (Vi-1.6V)/Ri = 3.4mA
副边电流限制:Ic’ ≤ CTRIf = 1.7mA
假设副边需要饱和导通,则需要Ic’ = (3.3V – 0.4V)/1k = 2.9mA,大于电流通道的限制,因此导通时,Ic它将被光耦限制到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 光耦电路的电流驱动能力小,只能驱动1.7mA 因此,光耦会增加副边三极管的导通压降,限制副边电流到1.7mA。
解决方案:增加If;增大CTR;减小Ic。对应措施为:减少Ri 电阻值;更换大CTR 光耦;增大Rl 阻值。
假设增大Ri 到200欧姆,所有其他条件都不变,重新计算:

If = (Vi – 1.6V)/Ri = 17mA;副边电流限制Ic’ ≤ CTR*If = 8.5mA,远远大于副边饱和导通所需的电流(2.9mA),

所以实际Ic = 2.9mA。
所以,更改Ri 后,Vout 输出3.3V 的方波。
在实际计算开关状态的光耦时,电路通常需要正常工作Ic 最小限度地提供原边If 之间 Ic/If 与光耦的比值CTR 比较参数,如果Ic/If ≤CTR,说明光耦能可靠导通。一般预留一点余量(建议小于CTR 的90%)。

光耦作为线性状态

Ic=IfCTR,副边三极管压降等于Vcc-IcRL,

Vout= IcRL=(Vin-1.6V)/Ri * CTRRL,Vout 大小直接与Vin 成比例一般用于反馈环路 (1.6V 是
粗略估计,实际上要根据设备数据,后续1.6V同) 。

参考文献:

1.https://blog.csdn.net/u010999396/article/details/82790975?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-5.nonecase&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-5.nonecase

2.www.elecfans.com/yuanqijian/guangou/201909201075077.html

3.http://www.elecfans.com/yuanqijian/guangou/20180409659123.html
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