光耦选型最全指南及各种参数说明
光耦参数详解范文

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。
光耦的一些常用参数和使用技巧

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。
光耦参数详解

光耦参数详解光耦(Optocoupler),也被称为光电隔离器或光电耦合器,是一种常用的电气隔离元件。
它由发光二极管(LED)、光敏晶体管(光敏三极管)和光电耦合器件组成。
光耦器件可将输入电信号转换为光信号,再将光信号转换为输出电信号,实现输入与输出之间的电气隔离。
在实际应用中,光耦器件的参数非常重要,在选型和设计过程中需要充分了解光耦参数的含义与特性。
本文将对光耦参数进行详解。
一、LED电流(IF)LED电流是指通过发光二极管的电流。
较大的LED电流可以提高器件的输出响应速度和增大耦合光功率。
通常,我们应选择适当的LED电流,确保LED工作在额定电流范围内,以提供合适的光照强度。
二、输出电压(VCEsat)输出电压指的是光敏晶体管或光敏三极管的饱和电压。
当输入光强度与电流满足一定条件时,光敏晶体管或光敏三极管的输出电压将保持在较低的水平。
输出电压越小,表示光耦器件的开关速度越快。
三、耐压(BVCEO)耐压是指光敏晶体管或光敏三极管的耐受反向电压。
它是光耦器件能够工作的最大反向电压。
在选择光耦器件时,应确保其耐压大于实际工作电压,以保证其正常、稳定的工作。
四、光电流传输比(CTR)光电流传输比是衡量光耦器件性能的重要指标。
它定义了光信号与输入电信号之间的转换效率。
光电流传输比越大,表示器件对输入光信号的转换效率越高。
五、工作温度范围(Topr)工作温度范围是指光耦器件能够正常工作的环境温度范围。
在实际应用中,应确保光耦器件的使用环境温度在工作温度范围内。
光耦参数的选择与应用需求密切相关。
在选型时,我们应根据具体使用情况,合理选择合适的光耦器件,并对参数进行综合考虑。
同时,由于光耦器件的参数与性能之间存在一定关系,对于不同的应用场景,也需要灵活调整参数,以满足特定的电路要求。
需要注意的是,在设计电路时,也需要充分考虑光耦器件周围的光电磁环境,合理布局电路板,以减少光耦器件与外界的电磁干扰,确保其正常工作。
光耦选型最全指南及各种参数说明

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)。
光耦的参数

光耦的参数一、光耦的概述光耦是一种将电信号转换为光信号或者将光信号转换为电信号的器件。
它由发光二极管(LED)和光敏晶体管(OPTO)组成,通过LED发出的光束照射到OPTO上,产生电流,从而实现电-光或者光-电转换。
二、常见的光耦参数1. 公共模式抑制比(CMRR)公共模式抑制比是指在输入信号中同时存在共模干扰和差模信号时,输出信号中差模信号与共模干扰之比。
CMRR越大,说明设备对共模噪声的抑制能力越强。
2. 隔离电压隔离电压是指在输入端和输出端之间所能承受的最大电压。
通常情况下,隔离电压越高,说明设备隔离效果越好。
3. 带宽带宽是指一个设备能够传输的最高频率范围。
通常情况下,带宽越大,说明设备传输速度越快。
4. 响应时间响应时间是指从输入信号变化到输出信号变化所需要的时间。
响应时间越短,说明设备响应速度越快。
5. 耐压耐压是指设备在工作过程中所能承受的最大电压。
通常情况下,耐压越高,说明设备的安全性能越好。
三、光耦参数的影响因素1. 温度温度对光耦的影响比较大。
当温度升高时,光耦的灵敏度会下降,同时输出信号也会有所变化。
2. 光源功率光源功率对光耦的影响也比较大。
当光源功率过低时,会导致输出信号弱化甚至消失;而当光源功率过高时,则会导致输出信号失真。
3. 工作电流工作电流对光耦的影响也比较明显。
当工作电流过低时,会导致输出信号弱化甚至消失;而当工作电流过高时,则会导致输出信号失真。
4. 入射角度入射角度也会影响光耦的性能。
通常情况下,入射角度越小,则输出信号越强;而入射角度越大,则输出信号越弱。
四、如何选择合适的光耦参数1. 根据需求确定参数范围首先需要根据实际需求,确定所需要的光耦参数范围。
比如,如果需要传输高速信号,则需要选择带宽较大的光耦;如果需要保证设备的安全性能,则需要选择隔离电压和耐压较高的光耦。
2. 选择合适的品牌和型号在确定所需参数范围后,可以根据品牌和型号进行筛选。
通常情况下,知名品牌和口碑好的型号更为可靠。
光耦参数详解范文

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。
光耦选型经典指南

光耦选型经典指南光电耦合器是一种将电信号和光信号相互转换的器件,广泛应用于各种电子设备中。
在进行光耦选型时,需要考虑多个因素,包括光电耦合器的类型、特性参数以及应用环境等。
下面是一份光耦选型经典指南,帮助您进行正确的选型。
1.光耦类型选择:根据应用需求和场景,选择合适的光耦类型。
常见的光耦类型包括光电二极管、光电三极管、光敏场效应管以及光电双向晶闸管等。
根据需要选择合适的类型,例如光电二极管适用于高速传输和低电流驱动的场景,而光电三极管适用于高功率驱动和低频传输的场景。
2.光电参数选择:光电耦合器的特性参数对其性能和应用具有重要影响。
在选型时,需要关注以下特性参数:-光电转换系数:光电转换系数表示光信号转换为电信号的效率,一般以A/W为单位。
较高的光电转换系数意味着更好的灵敏度和响应速度。
-电流传输比:电流传输比表示光信号与电信号之间的等效电流关系。
选用合适的电流传输比可以确保电信号在传输过程中不受损失。
-切换速度:切换速度表示光电耦合器在从关断到导通状态的响应时间。
对于高速传输的应用,需要选用较高切换速度的光电耦合器。
3.耐压与耐磁参数选择:在一些特殊环境下,需要考虑光电耦合器的耐压和耐磁性能。
耐压参数表示光电耦合器所能承受的最大电压。
当应用场景中存在高电压时,选择具有足够耐压能力的光电耦合器。
耐磁参数表示光电耦合器在磁场中的工作性能。
在靠近强磁场或高频磁场的应用中,选择具有良好耐磁性能的光电耦合器。
4.封装类型选择:根据实际使用环境和布局要求,选择合适的封装类型。
光电耦合器的封装类型分为DIP、SOP、SMD等多种形式。
DIP封装适用于手工焊接和低密度布线的应用,而SMD封装适用于自动化焊接和小型化设计的应用。
5.其他因素:在选型过程中,还需要考虑其他因素,例如价格、供应商信誉度、长期供货能力等。
选择信誉度较高的供应商,能够获得质量稳定、售后服务完善的光电耦合器。
总结:在进行光耦选型时,需要综合考虑光耦类型、特性参数、耐压耐磁性能、封装类型以及价格等多个因素。
光耦参数选型重要指标

光耦参数选型重要指标光耦,听起来挺高大上的,实际上它就像电路里的“桥梁”,连接着两个电路,让它们彼此交流,但又不互相干扰。
想象一下,两条河流,光耦就像那座小桥,让水流自由地流动,却又不让它们混在一起。
选购光耦的时候,可别小看了这小家伙,里面可是有不少讲究哦。
工作电压,这个指标得仔细瞧瞧。
电压高了可就没法用了,电压低了也会导致信号不稳定。
就好比你出门时,带的雨伞和衣服要和天气相符,不然可就糗大了。
你要了解自己的电路需求,选择一个合适的电压范围,这样才能让光耦发挥出最佳性能,真是事半功倍!传输速率也是个关键因素。
传输速率决定了信息传递的速度,这就像你发微信消息一样,有时候快得像闪电,有时候慢得像乌龟。
想象一下,要是你家里的设备需要实时反馈,但光耦传输太慢,那真是叫天天不应,叫地地不灵。
选择光耦的时候,得看清楚它的传输速率是否符合你的需求,别到时候急得像热锅上的蚂蚁。
再说说隔离电压,这个可得注意了。
隔离电压就像是保护膜,能让你的电路远离干扰和意外,给你一份安全感。
想想要是隔离电压不够,那可是隐患满满,电路出故障可就麻烦了。
选择光耦时,挑个隔离电压高的,心里也能踏实,仿佛给自己装了一个安全锁。
别忘了光耦的封装形式,咱们总是希望东西好用还要方便。
封装就像是衣服的样式,合适的样式才能穿出门。
如果你要在狭小的空间里使用光耦,选择一个小巧的封装形式可就显得尤为重要。
就像咱们挑衣服一样,得根据场合来选。
温度范围也不能忽略。
温度过高或过低都可能影响光耦的性能,选择适合的温度范围,确保光耦在工作时不受环境的干扰。
就好比我们每个人都需要一个舒适的环境,才能发挥出最佳的状态。
光耦也是,得让它在一个适合它的“温床”里工作。
还有一个不得不提的就是失效率,俗话说“千里之行,始于足下”,光耦的可靠性可关系到整个电路的稳定。
失效率低的光耦能让你高枕无忧,减少故障的发生。
想想要是频频出问题,得多让人抓狂,所以选择时,得关注这项指标。
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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%)。