各種光電耦合器參數(shù)精

1、常用參數(shù)正向壓降VF:二極管通過的正向電流為規(guī)定值時(shí)，正負(fù)極之間所產(chǎn)生的電壓降。正向電流IF:在被測管兩端加一定的正向電壓時(shí)二極管中流過的電流。反向電流IR:在被測管兩端加規(guī)定反向工作電壓VR時(shí)，二極管中流過的電流。反向擊穿電壓 VBR :被測管通過的反向電流IR為規(guī)定值時(shí)，在兩極間所產(chǎn)生的電壓降。結(jié)電容CJ:在規(guī)定偏壓下，被測管兩端的電容值。反向擊穿電壓 V(BR)CEO :發(fā)光二極管開路，集電極電流IC為規(guī)定值，集電極與發(fā)射集間的電壓降。輸出飽和壓降VCE(sat):發(fā)光二極管工作電流 IF和集電極電流IC為規(guī)定值時(shí)，并保持 IC/IF wCTRmin時(shí)(CTRmin在被測管技術(shù)條件中規(guī)定

2、)集電極與發(fā)射極之間的電壓降。反向截止電流ICEO :發(fā)光二極管開路，集電極至發(fā)射極間的電壓為規(guī)定值時(shí)，流過集電極 的電流為反向截止電流。電流傳輸比CTR :輸出管的工作電壓為規(guī)定值時(shí)，輸出電流和發(fā)光二極管正向電流之比為 電流傳輸比CTR。脈沖上升時(shí)間tr、下降時(shí)間tf:光耦合器在規(guī)定工作條件下，發(fā)光二極管輸入規(guī)定電流IFP的脈沖波，輸出端管則輸出相應(yīng)的脈沖波，從輸出脈沖前沿幅度的10%到90% ,所需時(shí)間為脈沖上升時(shí)間tr。從輸出脈沖后沿幅度的 90%到10%,所需時(shí)間為脈沖下降時(shí)間 tf。傳輸延遲時(shí)間tPHL、tPLH :光耦合器在規(guī)定工作條件下，發(fā)光二極管輸入規(guī)定電流IFP的脈沖波，輸出

3、端管則輸出相應(yīng)的脈沖波，從輸入脈沖前沿幅度的50%到輸出脈沖電平下降到1.5V時(shí)所需時(shí)間為傳輸延遲時(shí)間tPHL。從輸入脈沖后沿幅度的50%到輸出脈沖電平上升到1.5V時(shí)所需時(shí)間為傳輸延遲時(shí)間tPLH。入出間隔離電容 CIO:光耦合器件輸入端和輸出端之間的電容值。入出間隔離電阻 RIO:半導(dǎo)體光耦合器輸入端和輸出端之間的絕緣電阻值。入出間隔離電壓VIO:光耦合器輸入端和輸出端之間絕緣耐壓值。最大額定值 參數(shù)名稱 符號最大額定值 單位V反向電壓5VRI正向電流50mAFMV集-發(fā)擊穿電壓100V(BR) CEOI集電極電流30mACMT貯存溫度-55 150CstgT工作溫度-55125CambV

4、隔離電壓1000VIOP總耗散功率80mWtot推薦工作條件特性符號最小值典型值 最大值 單位I輸入電流1050mAFV 電源電壓1560V主要光電特性測試條件（T特性符號11A=25 C 冷 C ）最小典型最大單位 隔離特性 隔離電阻RIOVIO=500V1010Q 上升時(shí)間tr10心sV開關(guān)特性 下降時(shí)間tfCC=5V , IFP=10mA , RL=360Q f=10kHz , D: 1/2 10a sIV反向電流R=5V0.011.0a ALED輸入特性VI正向電壓FF=10mA1.21.4VCTR電流傳輸比VCC=5V , IF=10mA , RL=200Q60180%集-發(fā)飽和電壓

5、VCE (sat)VCC=5V , IF=10mA , RL=4.7k Q0.10.4V晶體管輸出特性IV集-發(fā)截止電流CEOCE=5V , IF=00.011.0N A線性光電耦合器在開關(guān)電源中的應(yīng)用沙占友王彥明王曉群 (河北科技大學(xué) 050054石家莊) 摘 要 線性光耦合器是目前國際上正推廣應(yīng)用的一種新型光電隔離器件。文中介紹其性能特 點(diǎn)、產(chǎn)品分類，以及它在單片開關(guān)電源中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞 光耦合器線性電流傳輸比通信單片開關(guān)電源光耦合器（optical coupler,英文縮寫為OC）亦稱光電隔離器或光電耦合器，簡稱光耦。它是 以光為媒介來傳輸電信號的器件，通常把發(fā)光器（紅外線發(fā)光二極管LE

6、D ）與受光器（光敏半導(dǎo)體管）封裝在同一管殼內(nèi)。當(dāng)輸入端加電信號時(shí)發(fā)光器發(fā)出光線，受光器接受光線之后就產(chǎn)生光電流，從輸出端流出，從而實(shí)現(xiàn)了 電一光一電”轉(zhuǎn)換。普通只能傳輸數(shù)字（開關(guān)） 信號，不適合傳輸模擬信號。 近年來問世的線性能夠傳輸連續(xù)變化的模擬電壓或模擬電流信 號，使其應(yīng)用領(lǐng)域大為拓寬。1的類型及性能特點(diǎn)的類型有雙列直插式、管式、光導(dǎo)纖維式等多種封裝形式，其種類達(dá)數(shù)十種。的分類及內(nèi)部電路如圖1所示。圖中是8種典型產(chǎn)品的型號：（a）通用型（無基極引線）；（b）通用型（有基極引 線）；（c）達(dá)林頓型；（d）高速型；（e）光集成電路；光纖型；（g）光敏晶閘管型；（h）光敏場效應(yīng) 管型。的性能特

7、點(diǎn)的主要優(yōu)點(diǎn)是單向傳輸信號，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，抗干擾能力強(qiáng)，使 用壽命長，傳輸效率高。它廣泛用于電平轉(zhuǎn)換、信號隔離、級間隔離 、開關(guān)電路、遠(yuǎn)距離 信號傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器（SSR）、儀器儀表、通信設(shè)備及微機(jī)接口中。在單片開關(guān)電源中，利用線性可構(gòu)成光耦反饋電路，通過調(diào)節(jié)控制端電流來改變占空比，達(dá)到精密穩(wěn)壓目的。的技術(shù)參數(shù)主要有發(fā)光二極管正向壓降VF、正向電流IF、電流傳輸比 CTR、輸入級與輸出級之間的絕緣電阻、集電極 -發(fā)射極反向擊穿電壓 V（BR）CEO、集電極-發(fā)射極飽和壓降 VCE（sat）。此外，在傳輸數(shù)字信號時(shí)還需考慮上升時(shí)間、下降時(shí)間、延遲時(shí)間和存儲時(shí)間等 參

8、數(shù)。電流傳輸比是的重要參數(shù)，通常用直流電流傳輸比來表示。當(dāng)輸出電壓保持恒定時(shí)，它等于直流輸出電流IC與直流輸入電流IF的百分比。其公式為：采用一只光敏三極管的，CTR的范圍大多為20%300% （如4N35）,而PC817則為80%160%,達(dá)林頓型（如 4N30）可達(dá)100%5000%。這表明欲獲得同樣的輸出電流，后者只 需較小的輸入電流。因此，CTR參數(shù)與晶體管的hFE有某種相似之處。線性與普通典型的CTR-IF特性曲線，分別如圖 2中的虛線和實(shí)線所示。由圖2可見，普通的 CTR-IF特性曲線呈非線性，在 IF較小時(shí)的非線性失真尤為嚴(yán)重，因 此它不適合傳輸模擬信號。線性的CTR-IF特性曲

9、線具有良好的線性度，特別是在傳輸小信號時(shí)，其交流電流傳輸比（ACTR= AIC/ AIF艮接近于直流電流傳輸比CTR值。因此，它適合傳輸模擬電壓或電流信號，能使輸出與輸入之間呈線性關(guān)系。這是其重要特性。2線性的產(chǎn)品分類及選取原則線性的產(chǎn)品分類線性的典型產(chǎn)品及主要參數(shù)見表1 ,這些光耦均以光敏三極管作為接收管。線性的選取原則在設(shè)計(jì)光耦反饋式開關(guān)電源時(shí)必須正確選擇線性的型號及參數(shù)，選取原則如下：的電流傳輸比(CTR)的允許范圍是50%200%。這是因?yàn)楫?dāng) CTRV50%時(shí)，光耦中的 LED就需要較大的工作電流(IF 5.0mA),才能正常控制單片開關(guān)電源IC的占空比，這會增大光耦的功耗。若 CTR

10、200%,在啟動(dòng)電路或者當(dāng)負(fù)載發(fā)生突變時(shí)，有可能將單片開關(guān)電 源誤觸發(fā)，影響正常輸出。推薦采用線性，其特點(diǎn)是CTR值能夠在一定范圍內(nèi)做線性調(diào)整。由英國埃索柯姆(Isocom)公司、美國摩托羅拉公司生產(chǎn)的4NX券列(如4N25、4N26、4N35),目前在國內(nèi)應(yīng)用地十分普遍。鑒于此類呈現(xiàn)開關(guān)特性，其線性度差，適宜傳輸數(shù)字 信號(高、低電平)，因此不推薦用在開關(guān)電源中。3線性應(yīng)用舉例多路輸出式電源變換器電路如圖3所示。其輸入電壓為 36V到90V的準(zhǔn)方波電壓，三路輸出分別為：UO1=+5V(2A), UO2 =+ 15V(0.17A) , UO3 = 15V(0.17A)。現(xiàn)將 UO1 定為 主輸

11、出，其電壓調(diào)整率 SV=i0.4%; UO2和UO3為輔輸出，總電源效率可達(dá)75%80%。電路中采用一片TOP104Y型三端單片開關(guān)電源集成電路。主輸出繞組電壓經(jīng)過VD2、C2、L1和C3整流濾波后，得到+ 5V電壓。VD2采用MBR735型35V/7.5A肖特基二極管。 兩個(gè)輔輸出繞組及輸出電路完全呈對稱結(jié)構(gòu)。因?yàn)?d5V輸出電流較小，故整流管VD4和VD5均采用UF4002型100V/1A的超快恢復(fù)二極管。由線性光耦CNY17-2和可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431C構(gòu)成光耦反饋式精密開關(guān)電源，可以對+5V電壓進(jìn)行精密調(diào)整。反饋繞組電壓通過 VD3、C4整流濾波后，得到 12V反饋電壓。由 P

12、6KE120型瞬態(tài)電壓抑制器 和UF4002型超快恢復(fù)二極管構(gòu)成的漏極鉗位保護(hù)電路，能吸收由高頻變壓器漏感形成的尖峰電壓，保護(hù)芯片內(nèi)部的功率場效應(yīng)管MOSFET不受損壞。外部誤差放大器由 TL431C組成。當(dāng)5V輸出電壓升高時(shí)，經(jīng) R3、R4分壓后得到的取 樣電壓，就與TL431C中的2.5V帶隙基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，使其陰極電位降低，LED的工作電流IF增大，再通過線性光耦I(lǐng)C2 (CNY17-2)使控制端電流IC增大，TOP104Y的輸出占 空比減小，使UO1維持不變，達(dá)到穩(wěn)壓目的。5V穩(wěn)壓值UO1則由TL431C、光耦中的LED 正向壓降來設(shè)定。R1是LED的限流電阻。誤差放大器的頻率響應(yīng)由

13、C5、R2和C6來決定。C5的作用有三個(gè)：濾除控制端上的尖峰電壓；決定自動(dòng)重啟動(dòng)頻率；與 R2 一起對控制回 路進(jìn)行補(bǔ)償。光電耦合器的檢測方法光電耦合器 2008-09-09 22:08 閱讀640 評論0字號：大中小光電耦合器一一又稱光耦合器或光耦，它屬于較新型的電子產(chǎn)品，現(xiàn)在它廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、音視頻 各種控制電路中。由于光耦內(nèi)部的發(fā)光二極管和光敏三極管只是把電路前后級的電壓或電流變化，轉(zhuǎn)化為光的變化，二者之間沒有電氣連接，因此能有效隔斷電路間的電位聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)電路之間的可靠隔離。一、光電耦合器的檢測判斷光耦的好壞，可在路測量其內(nèi)部二極管和三極管的正反向電阻來確定。更可靠的檢測方法是以下三種

14、。. 比較法 拆下懷疑有問題的光耦，用萬用表測量其內(nèi)部二極管、三極管的正反向電阻值，用其與好的光耦對應(yīng)腳的測量值進(jìn)行比較，若阻值相差較大，則說明光耦已損壞。.數(shù)字萬用表檢測法下面以PC 1 1 1光耦檢測為例來說明數(shù)字萬用表檢測的方法，檢測電路如圖1所示。檢測時(shí)將光 耦內(nèi)接二極管的十端1腳和一端2腳分別插入數(shù)字萬用表的H fe的c、e插孔內(nèi)，此時(shí)數(shù)字萬用表應(yīng)置于 NPN擋；然后將光耦內(nèi)接光電三極管c極5腳接指針式萬用表的黑表筆，e極 4腳接紅表筆，并將指針式萬用表撥在R XI k擋。這樣就能通過指針式萬用表指針的偏轉(zhuǎn)角度一一實(shí)際上是光電流的變化，來判斷光耦的情況。指針向右偏轉(zhuǎn)角度越大，說明光耦

15、的光電轉(zhuǎn)換效率越高，即傳輸比越高，反之越低；若表針 不動(dòng)，則說明光耦已損壞。.光電效應(yīng)判斷法仍以PC 1 1 1光耦合器的檢測為例，檢測電路如圖2所示。將萬用表置于R XI k電阻擋，兩表 筆分別接在光耦的輸出端4、5腳；然后用一節(jié)1. 5 V的電池與一只5 0-100Q的電阻串接后，電池的正極端接PC 1 1 1的1腳，負(fù)極端碰接2腳，或者正極端碰接1腳，負(fù)極端接2腳，這時(shí)觀察接在輸出端萬用表的指針偏轉(zhuǎn)情況。如果指針擺動(dòng)，說明光耦是好的，如果不擺動(dòng)，則說明光耦已損壞。萬用表指針擺動(dòng)偏轉(zhuǎn)角度越大，表明光電轉(zhuǎn)換靈敏度越高。光耦參數(shù)光電耦合器 2008-09-09 22:17閱讀1075 評論2字

16、號：大中什么是轉(zhuǎn)換效率CTR?下圖顯示一個(gè)使用晶體管耦合器的普通線路。如果LED電流IF運(yùn)行至輸入端，集電器電流IC將運(yùn)行至輸出端。該電流傳輸比稱為轉(zhuǎn)換效率（ CTR:電流傳輸比）通過（IC/IF） X 100 （%）表示。與晶體管的hFE 一樣，轉(zhuǎn)換效率是晶體管耦合器一個(gè)重要的參數(shù)。R1R2改進(jìn)光耦電路 減少電流消耗 延緩LED老化改進(jìn)光耦電路，可以提升零電壓測量的精度。有不同潛路工作的電路中，用光耦建立電流隔離看上去似乎很簡單 。光耦從隔離電路中獲取能量，由于LED老化，開關(guān)相對慢且不穩(wěn)定。若不用光耦，可使用如Analog Devices公司的ADUM12xx或Texas Instrume

17、nts 公司的ISO72x替代。本設(shè)計(jì)方案闡述了一個(gè)簡單改進(jìn)光耦電路的方法。圖1顯示了兩個(gè)通用的0V同步交流設(shè)計(jì)。通過光耦負(fù)載電阻的減少，開關(guān)變得更慢更不確定,1N4M JIN4C.34I1H4DJ41ITFigure 1 Establishing galvanic isolation with thg help ot optocouplers between circuits that oparate 狽 diff&r&nt ground potantrals looks deceptively simple. Optocouplers draw power from the isdatod

18、 circuit, and switching can be rda- trvely Mow and uncortain because of LED aging.但減少了光耦的LED電流，嘗試減少隔離電路中的能量消耗。為實(shí)現(xiàn)更快更迅速的開關(guān)，將不得不犧牲能量效率；然而，由于能量效率和交流電壓大小的反向關(guān)系，這個(gè)犧牲的好處是有限的光耦的LED在近似全交流循環(huán)過程中超乎尋常的幾乎連續(xù)發(fā)光，導(dǎo)致功耗效率低，且使光耦老化得相對較快：一個(gè)顯著的缺點(diǎn)是過原點(diǎn)誤差過大且?guī)缀醪豢煽?；電路的靈敏度范圍依靠光耦的參數(shù)。圖1的設(shè)計(jì)不是一個(gè)理想方案。就效率而言，依靠光耦的電流轉(zhuǎn)換率和交流幅值，它們能輸出5到100

19、mA圖2的設(shè)計(jì)克服了能耗過大、不確定開關(guān)和LED老化的問題。它非常適用于寬交流范圍的應(yīng)用與圖1的電路相比，圖2的LED只在過原點(diǎn)附近發(fā)光，且由前置充電電容接收能量，所以通過 10到100的因數(shù)減少平均電流消耗。設(shè)計(jì)也提供更快、更確定和更敏銳的開關(guān)。更甚者，希望延緩LED老化。圖1中電阻R1和R2消耗的熱功率不小于1.5W,所以在同一電路板區(qū)域用 0.1W設(shè)備替換外部器件（圖2）2M ACTLF專縛2TIP 3O-AV -二品TLPe24D. 1N4W * T白F咖Figure 2 This circuit overcom&s problems cf exc&sswa pow&r consumption.nc&rtain switching, and LED 吟ng.電路