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光电耦合器在数字开关电源中的使用

本站为您提供的光电耦合器在数字开关电源中的应用,随着开关电源技术和绿色电源的飞速发展,APFC技术成为当前研究的热点,电子式开关电源技术已经成熟,而且有相当多的控制方式。

跟着开关电源技能和绿色电源的飞速发展,APFC技能成为当时研讨的热门,电子式开关电源技能现已老练,并且有相当多的操控方法。现在人们正在进行数字式开关电源的研讨与开发,现已有数字式带功率因数校对的开关电源产品上市。关于数字式开关电源,阻隔技能和抗搅扰技能是至关重要的,跟着电子元器材的迅速发展,光电耦合器的线性度越来越高,光电耦合器是现在在单片机和开关电源中用得最多阻隔抗搅扰器材。光耦合器(opTIcal coupler,英文缩写为OC)亦称光电阻隔器或光电耦合器,简称光耦。它是以光为前言来传输电信号的器材,一般把发光器(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宣布光线,受光器承受光线之后就发生光电流,从输出端流出,然后完成了“电—光—电”转化。以光为前言把输入端信号耦合到输出端的光电耦合器,因为它具有体积小、寿命长、无触点,抗搅扰能力强,输出和输入之间绝缘,单向传输信号等长处,在数字电路上取得广泛的运用。一般的光电耦合器因为它的非线性,因而在模仿电路中的运用只限于对较高频率的小信号的阻隔传送。一般光耦合器只能传输数字(开关)信号,不合适传输模仿信号。近年来面世的线性光耦合器能够传输接连改动的模仿电压或模仿电流信号,使其运用领域大为拓展。

光耦合器的功能特色

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,运用寿命长,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。线性方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,运用线性光耦合器可构成光耦反应电路,经过调理操控端电流来改动占空比,到达精细稳压意图。

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。其公式为:
 

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,别离如图1中的虚线和实线所示。

图1 两种光耦合器的CTR-IF特性曲线

由图1可见,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)很接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。

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、美国摩托罗拉公司出产的4N&TImes;&TImes;系列(如4N25 、4N26、4N35)光耦合器,现在在国内运用地非常遍及。鉴于此类光耦合器出现开关特性,其线性度差,适合传输数字信号(高、低电平),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。

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