本文首要是关于光耦的相关介绍,并侧重对达林顿光耦驱动继电器电路规划进行了翔实的论述。
光耦
光耦合器的首要长处是单向传输信号,输入端与输出端彻底完成了电气阻隔,抗搅扰能力强,运用寿数长,传输效率高。它广泛用于电平转化、信号阻隔、级间阻隔、开关电路、远距离信号传输、脉冲扩大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通讯设备及微机接口中。因为光电耦合器的输入阻抗与一般搅扰源的阻抗比较较小,因而分压在光电耦合器的输入端的搅扰电压较小,它所能供给的电流并不大,不易使半导体二极管发光;因为光电耦合器的外壳是密封的,它不受外部光的影响;光电耦合器的阻隔电阻很大(约1012Ω)、阻隔电容很小(约几个pF)所以能阻挠电路性耦合发生的电磁搅扰。线性办法作业的光电耦合器是在光电耦合器的输入端加操控电压,在输出端会成份额地发生一个用于进一步操控下一级的电路的电压。线性光电耦合器由发光二极管和光敏三极管组成,当发光二极管接通而发光,光敏三级管导通,光电耦合器是电流驱动型,需求足够大的电流才能使发光二极管导通,假如输入信号太小,发光二极管不会导通,其输出信号将失真。在开关电源,尤其是数字开关电源中。
选用一只光敏三极管的光耦合器,CTR的规模大多为20%~300%(如4N35),而PC817则为80%~160%,达林顿型光耦合器(如4N30)可达100%~5000%。这表明欲取得相同的输出电流,后者只需较小的输入电流。因而,CTR参数与晶体管的hFE有某种相似之处。线性光耦合器与一般光耦合器典型的CTR-IF特性曲线。
一般光耦合器的CTR-IF特性曲线呈非线性,在IF较小时的非线性失真尤为严峻,因而它不合适传输模仿信号。线性光耦合器的CTR-IF特性曲线具有杰出的线性度,特别是在传输小信号时,其沟通电流传输比(ΔCTR=ΔIC/ΔIF)很挨近于直流电流传输比CTR值。因而,它合适传输模仿电压或电流信号,能使输出与输入之间呈线性关系。这是其重要特性。
有必要遵从下列准则:所选用的光电耦合器材有必要契合世界的有关阻隔击穿电压的规范;由英国埃索柯姆(Isocom)公司、美国摩托罗拉公司出产的4N××系列(如4N25 、4N26、4N35)光耦合器
技能参数
一、输入特性
光耦合器的输入特性实践也便是其内部发光二极管的特性。常见的参数有:
1. 正向作业电压Vf(Forward Voltage)
Vf是指在给定的作业电流下,LED自身的压降。常见的小功率LED一般以If=20mA来测验正向作业电压,当然不同的LED,测验条件和测验成果也会不一样。
2. 反向电压Vr(Reverse Voltage )
是指LED所能接受的最大反向电压,超越此反向电压,可能会损坏LED。在运用沟通脉冲驱动LED时,要特别留意不要超越反向电压。
3. 反向电流Ir(Reverse Current)
一般指在最大反向电压情况下,流过LED的反向电流。
4. 答应功耗Pd(Maximum Power Dissipation)
LED所能接受的最大功耗值。超越此功耗,可能会损坏LED。
5. 中心波长λp(Peak Wave Length)
是指LED所宣布光的中心波长值。波长直接决议光的色彩,关于双色或多色LED,会有几个不同的中心波长值。
6. 正向作业电流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,其答应流过的最大电流也会不一样。
7. 正向脉冲作业电流Ifp(Peak Forward Current)
Ifp是指流过LED的正向脉冲电流值。为确保寿数,一般会选用脉冲方式来驱动LED,一般LED规范书中给中的Ifp是以0.1ms脉冲宽度,占空比为1/10的脉冲电流来核算的。
二、输出特性
光耦合器的输出特性实践也便是其内部光敏三极管的特性,与一般的三极管相似。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,一般表明其最大值。
2. 集电极-发射极电压Vceo(C-E Voltage)
集电极-发射极所能接受的电压。
3. 发射极-集电极电压Veco(E-C Voltage)
发射极-集电极所能接受的电压
4. 反向截止电流Iceo
5. C-E饱满电压Vce(sat)(C-E SaturaTIon Voltage)
四、传输特性:
1.电流传输比CTR(Current Transfer Radio)
2.上升时刻Tr (Rise TIme)& 下降时刻Tf(Fall TIme)
其它参数比如作业温度、耗散功率等不再一一敷述。
三、阻隔特性
1.入出间阻隔电压Vio(IsolaTIon Voltage)
光耦合器输入端和输出端之间绝缘耐压值。
2.入出间阻隔电容Cio(Isolation Capacitance):
光耦合器材输入端和输出端之间的电容值
3.入出间阻隔电阻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。
光耦合器的技能参数首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-发射极饱满压降VCE(sat)。此外,在传输数字信号时还需考虑上升时刻、下降时刻、延迟时刻和存储时刻等参数。
电流传输比是光耦合器的重要参数,一般用直流电流传输比来表明。当输出电压坚持恒守时,它等于直流输出电流IC与直流输入电流IF的百分比。
运用光电耦合器首要是为了供给输入电路和输出电路间的阻隔,在规划电路时,有必要遵从下列准则:所选用的光电耦合器材有必要契合国内和世界的有关阻隔击穿电压的规范;由英国埃索柯姆(Isocom)公司、美国FAIRCHILD出产的4N××系列(如4N25、4N26、4N35)光耦合器,在国内使用地非常遍及。能够用于单片机的输出阻隔;所选用的光耦器材有必要具有较高的耦合系数。
以下为光电耦合器的常用参数:
反向电流IR:在被测管两头加规则反向作业电压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为规则值时,在南北极间所发生的电压降。
正向压降VF:二极管通过的正向电流为规则值时,正负极之间所发生的电压降。
正向电流IF:在被测管两头加必定的正向电压时二极管中流过的电流。结电容CJ:在规则偏压下,被测管两头的电容值。
反向击穿电压V(BR)CEO:发光二极管开路,集电极电流IC为规则值,集电极与发射集间的电压降。
输出饱满压降VCE(sat):发光二极管作业电流IF和集电极电流IC为规则值时,并坚持IC/IF≤CTRmin时(CTRmin在被测管技能条件中规则)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则值时,流过集电极的电流为反向截止电流。
电流传输比CTR:输出管的作业电压为规则值时,输出电流和发光二极管正向电流之比为电流传输比CTR。
脉冲上升时刻tr,下降时刻tf:光耦合器在规则作业条件下,发光二极管输入规则电流IFP的脉冲波,输出端管则输出相应的脉冲波,从输出脉冲前沿起伏的10%到90%,所需时刻为脉冲上升时刻tr。从输出脉冲后沿起伏的90%到10%,所需时刻为脉冲下降时刻tf。
传输延迟时刻tPHL,tPLH:从输入脉冲前沿起伏的50%到输出脉冲电平下降到1.5V时所需时刻为传输延迟时刻tPHL。从输入脉冲后沿起伏的50%到输出脉冲电平上升到1.5V时所需时刻为传输延迟时刻tPLH。
入出间阻隔电容CIO:光耦合器材输入端和输出端之间的电容值。
入出间阻隔电阻RIO:半导体光耦合器输入端和输出端之间的绝缘电阻值。
入出间阻隔电压VIO:光耦合器输入端和输出端之间绝缘耐压值。
达林顿光耦驱动继电器电路规划
达林顿电路有四种接法:NPN+NPN,PNP+PNP,NPN+PNP,PNP+NPN.
前二种是同极性接法,后二种是异极性接法。NPN+NPN的同极性接法:B1为B,C1C2为C,E1B2接在一同,那么E2为E。这儿也说一下异极性接法。以NPN+PNP为例。设前一三极管T1的三极为C1B1E1,后一三极管T2的三极为C2B2E2。达林顿管的接法应为:C1B2应接一同,E1C2应接一同。等效三极管CBE的管脚,C=E2,B=B1,E=E1(即C2)。等效三极管极性,和前一三极管相同。即为NPN型。
达林顿管的典型使用
1、用于大功率开关电路、电机调速、逆变电路。
2、驱动小型继电器
使用CMOS电路通过达林顿管驱动高灵敏度继电器的电路,小功率NPN达林顿管FN020。
3、驱动LED智能显现屏
LED智能显现屏是由微型核算机操控,以LED矩阵板作显现的体系,可用来显现各种文字及图画。该体系中的行驱动器和列驱动器均可选用高β、高速低压降的达林顿管。用BD683(或BD677)型中功率NPN达林顿管作为列驱动器,而用BD682(或BD678)型PNP达林顿管作行驱动器,操控8×8LED矩阵板上相应的行(或列)的像素发光。
应留意的是,达林顿管因为内部由多只管子及电阻组成,用万用表测验时,be结的正反向阻值和一般三极管不同。关于高速达林顿管,有些管子的前级be结还反并联一只输入二极管,这时测出be结正反向电阻阻值很挨近;简单误判别为坏管,这个请留意
4、判别达林顿管等效为何种类型的三极管:
首要看看榜首只管是什么类型的,榜首只管是什么类型的,那么这只达林顿管便是什么类型的,和第二只无关!愈加重要的是 要看看这两只管构成的达林顿管能不能正常作业,假如作业电流抵触,则直接否定这只管。
达林顿管内部结构如下:
ULN2803也是一个8路反向器电路,即当输入端为高电平时ULN2803输出端为低电平,当输入端为低电平时ULN2803输出端为高电平,继电器得电吸合。一起,内部还集成了一个消线圈反电动势的二极管。
典型电路如下:
为了完成输入和输出阻隔,结合光耦来规划!常用电路如下:
结语
关于光耦的相关介绍就到这了,期望本文能对你有所协助。