本文首要是关于光藕的相关介绍,并侧重对光藕的原理及其选型进行了翔实的论述。
光藕
光电耦合器是以光为前言传输电信号的一种电一光一电转化器材。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器拼装在同一密闭的壳体内,彼此间用通明绝缘体阻隔。发光源的引脚为输入端,受光器的引脚为输出端,常见的发光源为发光二极管,受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。
光电耦合器(optical coupler,英文缩写为OC)亦称光电阻隔器,简称光耦。光电耦合器以光为前言传输电信号。它对输入、输出电信号有杰出的阻隔效果,所以,它在各种电路中得到广泛的运用。现在它已成为品种最多、用处最广的光电器材之一。光耦合器一般由三部分组成:光的发射、光的接纳及信号扩大。输入的电信号驱动发光二极管(LED),使之宣布必定波长的光,被光探测器接纳而发生光电流,再经过进一步扩大后输出。这就完成了电—光—电的转化,然后起到输入、输出、阻隔的效果。由于光耦合器输入输出间相互阻隔,电信号传输具有单向性等特色,因而具有杰出的电绝缘才能和抗搅扰才能。
光电耦合器是一种把发光器材和光敏器材封装在同一壳体内, 中心经过电→光→电的转化来传输电信号的半导体光电子器材。其间,发光器材一般都是发光二极管。 而光敏器材的品种较多,除光电二极管外,还有光敏三极管、光敏电阻、光电晶闸管等。 光电耦合器可根据不同要求, 由不同品种的发光器材和光敏器材组合成许多系列的光电耦合器。
图1显现了一个典型的光电耦合器驱动电路。在该例中,右边的5V副边输出将会被左面原边电路的脉宽调制器操控。
比较器A1将ZDl(结点A)的参阅电压和经过火压电路R7和R8的输出电压进行比较,因而操控Q2的导通状况,能够界说发光二极管D1的电流和经过光耦合在光敏晶体管Q1的集电极电流。然后Q1界说脉冲宽度和输出电压,补偿任何使输出电压改动的倾向。
跟着光电耦合器的运用时刻添加和传输比即增益的下降,为了避免操控失灵,给Q2供给满意的驱动电流裕量是很有必要的。
光电耦合器的品种较多,常见有光电二极管型、光电三极管型、光敏电阻型、光控晶闸管型、光电达林顿型、集成电路型等。(外形有金属圆壳封装,塑封双列直插等)。
光耦的作业原理
作业原理
根本原理
在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光,光的强度取决于鼓励电流的巨细,此光照射到封装在一起的受光器上后,因光电效应而发生了光电流,由受光器输出端引出,这样就完成了电一光一电的转化。
光电耦合器首要由三部分组成:光的发射、光的接纳及信号扩大。 光的发射部分首要由发光器材构成,发光器材一般都是发光二极管,发光二极管加上正向电压时,能将电能转化为光能而发光,发光二极管能够用直流、沟通、脉冲等电源驱动,但发光二极管在运用时有必要加正向电压。光的接纳部分首要由光敏器材构成,光敏器材一般都是光敏晶体管, 光敏晶体管是运用 PN 结在施加反向电压时,在光线照射下反向电阻由大变小的原理来作业的。
光的信号扩大部分首要由电子电路等构成。发光器材的管脚为输入端,而光敏器材的管脚为输出端。作业时把电信号加到输入端,使发光器材的芯体发光, 而光敏器材受光照后发生光电流并经电子电路扩大后输出,完成电→光→电的转化,然后完成输入和输出电路的电器阻隔。由于光电耦合器输入与输出电路间相互阻隔,且电信号在传输时具有单向性等长处, 因而光电耦合器具有杰出的抗电磁波搅扰才能和电绝缘才能。
根本作业特性
1、共模按捺比很高
在光电耦合器内部,由于发光管和受光器之间的耦合电容很小(2pF以内)所以共模输入电压经过极间耦合电容对输出电流的影响很小,因而共模按捺比很高。
2、输出特性
光电耦合器的输出特性是指在必定的发光电流IF下,光敏管所加偏置电压VCE与输出电流IC之间的联络,当IF=0时,发光二极管不发光,此刻的光敏晶体管集电极输出电流称为暗电流,一般很小。当IF》0时,在必定的IF效果下,所对应的IC根本上与VCE无关。IC与IF之间的改变成线性联络,用半导体管特性图示仪测出的光电耦合器的输出特性与一般晶体三极管输出特性类似。其测验连线如图2,图中D、C、E三根线别离对应B、C、E极,接在仪器插座上。
3、阻隔特性
1.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.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.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。
4、传输特性:
1.电流传输比CTR(Current Transfer Radio)
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。
2.上升时刻Tr (Rise TIme)& 下降时刻Tf(Fall Time)
光电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。
其它参数比如作业温度、耗散功率等不再逐个复述。
5、光电耦合器可作为线性耦合器运用。
在发光二极管上供给一个偏置电流,再把信号电压经过电阻耦合到发光二极管上,这样光电晶体管接纳到的是在偏置电流上增、减改变的光信号,其输出电流将随输入的信号电压作线性改变。光电耦合器也可作业于开关状况,传输脉冲信号。在传输脉冲信号时,输入信号和输出信号之间存在必定的延迟时刻,不同结构的光电耦合器输入、输出延迟时刻相差很大。
光藕怎么选型
一、文档阐明:
针对光偶选型,代替,收购,检测及实际运用进程中呈现的光偶特性改变引起的产品失效问题,供给辅导。
光耦归于易失效器材,选型和运用进程中要特别的当心。
现在发现,因光偶的选型,光偶代替,光偶作业电流,作业温度规划不妥等原因导致产品呈现问题,怎么削减选型,规划,代替导致的产品问题,这儿将制订出相关辅导性标准。
二、原理介绍:
光电巧合器材(简称光耦)是把发光器材(如发光二极体)和光敏器材(如光敏三极管)拼装在一起,经过光线完成耦合构成电—光和光—电的转化器材。光电耦合器分为许多品种,图1所示为常用的三极管型光电耦合器原理图。
当电信号送入光电耦合器的输入端时,发光二极体经过电流而发光,光敏元件遭到光照后发生电流,CE导通;当输入端无信号,发光二极体不亮,光敏三极管截止,CE不通。关于数位量,当输入为低电平“0”时,光敏三极管截止,输出为高电平“1”;当输入为高电平“1”时,光敏三极管饱满导通,输出为低电平“ 0”。若基极有引出线则可满意温度补偿、检测调制要求。这种光耦合器功能较好,价格便宜,因而运用广泛。
光电耦合器之所以在传输信号的一起能有效地按捺尖脉冲和各种杂讯搅扰,使通道上的信号杂讯比大为进步,首要有以下几方面的原因:
(1)光电耦合器的输入阻抗很小,只要几百欧姆,而搅扰源的阻抗较大,一般为105~106Ω。据分压原理可知,即便搅扰电压的起伏较大,但馈送到光电耦合器输入端的杂讯电压会很小,只能构成很弱小的电流,由于没有满意的能量而不能使二极体发光,然后被按捺掉了。
(2)光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联络,也没有共地;之间的分布电容极小,而绝缘电阻又很大,因而回路一边的各种搅扰杂讯都很难经过光电耦合器馈送到另一边去,避免了共阻抗耦合的搅扰信号的发生。
(3)光电耦合器可起到很好的安全确保效果,即便当外部设备呈现毛病,乃至输入信号线短接时,也不会损坏外表。由于光耦合器材的输入回路和输出回路之间能够接受几千伏的高压。
(4)光电耦合器的回应速度极快,其回应延迟时刻只要10μs左右,适于对回应速度要求很高的场合。
内部结构图及 CTR 的核算方法:
标准界说 CTR:Ice/IF *100%
(检测条件:IF=5 ma Vce=5V, 2701,2801系列)
三、 光偶首要特性剖析,规划选型代替要求:
1、 外观尺度:
规划,选型,代替留意:
封装正确,本体MARK笔迹要明晰,品牌正确,与技能标准书共同;
代替时,如都为标准件封装,根本上安装没有问题,但需留意厚度是否与质料相同,是否满意整机的工艺要求。
2、 不同输入操控电流 IF, CTR 值不同:
由图表显现,IF 在 5-15ma 时 CTR 值最大;在小于 5mA 时(现在咱们产品规划大多如此),CTR 值一般小于正常额外标准值;
Cosmo KPS2801-B 实测数据:
评注:IF 不同,CTR 不同,且差异非常大;不同 DATECODE 的也有差异,但在 IF=5ma 时,CTR 值都在标准(130-260)范围内;规划,选型,代替留意:规划时作业电流应接近来料的检测电流值(现在大多IF=5ma),不然运用的 CTR 值无法确保,产品动态功能将很差;
3、不同环境温度,CTR值不同:
由图表显现,CTR值与光偶的作业环境有关,温度太高或太低都小于常温邻近的检测值;
评注:温度不同,CTR 不同,温度太高或太低都低于常温,且差异很大;
规划,选型,代替留意:产品在高低温 CTR 的值是否满意产品反应环路的增益?产品动态安稳吗?开关机,输出是否发生震动掉沟等不良。
4、 光偶有RL阻值巨细及作业频带带宽要求:
由图表可看出:光偶有频带要求,如上图为 KPS-2801 光偶,作业频率根本在500KHZ 以内,且关于高频作业时,RL(输出分压电阻)要小;
规划,选型,代替留意:产品作业频率,RL选取阻值必须在带宽内,且考虑IF电流巨细,VCE作业压降;
5、不同环境温度,输入操控电流或许发生改变:
由图表可看出:环境温度超越55-60度后,输入操控电流IF的最大值将跟着温度上升而明显减小;
规划,选型,代替留意:选取适宜的IF电流,使输入操控电流的改变都能及时反应到输出端,确保产品反应环的安稳;
6、环境温度与功耗特性曲线:
由图表可看出:光偶的输出部分(或集电极)功耗在低温时,在温度高时数值
变小;
规划,选型,代替留意:
1,器材常温时可供给功耗值;
2,高温进程改变曲线;
3,有必要核算产品在高温作业韶光偶功耗值;
4,代替时考虑常温功耗,高温状况代替料是否优于质料。
结语
关于光藕的相关介绍就到这了,期望经过本文能让你对光藕有更全面的知道。