本文首要是关于光耦开关的相关介绍,并侧重对光耦开关的输出端类型及其使用进行了翔实的论述。
光耦开关的输出端输出的类型有什么不相同
以下图为例:
3和4是当开关用的,没有照耀的时分3和4是截止的,相当于断开,有光照耀的时分,三极管瞬间饱满导通,3和4解说一根线了,便是导通状况。这样说吧,3和4这边是NPN管子。
光耦在开关量输入输出电路中的效果
光电耦合器在开关量输入输出电路中的效果是传递开关量信号并完成电路间的电气阻隔和滤除噪音和搅扰。
(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噪声电压会很小,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管发光,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噪声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,也不会损坏仪器|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)光电耦合器的呼应速度极快,其呼应推迟时间只要10μs左右,适于对呼应速度要求很高的场合。
光耦开关的使用
光耦作为一个阻隔器材现已得到广泛使用,无处不在。一般咱们在初度接触到光耦时往往感到无从下手,不知规划对与错,跟着遇到越来越多的问题,才会渐渐有所领会。
本文就三个方面对光耦做评论:光耦作业原理;光耦的CTR 概念;光耦的延时。本评论也有认识上的局限性,但期望能协助到初度使用光耦的搭档。
1 了解光耦
光耦是阻隔传输器材,原边给定信号,副边回路就会输出经过阻隔的信号。关于光耦的阻隔简略了解,此处不做评论。以一个简略的图(图.1)阐明光耦的作业:原边输入信号Vin,施加到原边的发光二极管和Ri 上发生光耦的输入电流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 发生Ic,Ic经过RL发生Vout,到达传递信号的意图。原边副边直接的驱动相关是CTR(电流传输比),要满意Ic≤If*CTR。
图.1。
光耦一般会有两个用处:线性光耦和逻辑光耦,假如了解?
作业在开关状况的光耦副边三极管饱满导通,管压降《0.4V,Vout约等于Vcc(Vcc-0.4V左右),Vout 巨细只受Vcc巨细影响。此刻Ic《If*CTR,此作业状况用于传递逻辑开关信号。作业在线性状况的光耦,Ic=If*CTR,副边三极管压降的巨细等于Vcc-Ic*RL,Vout= Ic*RL=(Vin-1.6V)/Ri * CTR*RL,Vout 巨细直接与Vin 成份额,一般用于反应环路里边 (1.6V 是大略估量,实践要按器材材料,后续1.6V同) 。
关于光耦开关和线性状况能够类比为一般三极管的饱满扩大两个状况。
所以经过剖析实践的电路,除掉阻隔要素,用剖析三极管的办法来剖析光耦是一个很有用的办法。此办法关于后续剖析光耦的CTR 参数,还有推迟参数都有助于了解。
2 光耦CTR
概要:
1)关于作业在线性状况的光耦要根据实践情况剖析;
2)关于作业在开关状况的光耦要确保光耦导通时CTR 有必定余量;
3)CTR受多个要素影响。
2.1 光耦能否牢靠导通实践核算
举例剖析,例如图.1中的光耦电路,假定 Ri = 1k,Ro = 1k,光耦CTR= 50%,光耦导通时假定二极管压降为1.6V,副边三极管饱满导通压降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?
咱们来算算:If = (Vi-1.6V)/Ri = 3.4mA
副边的电流约束:Ic’ ≤ CTR*If = 1.7mA
假定副边要饱满导通,那么需求Ic’ = (3.3V – 0.4V)/1k = 2.9mA,大于电流通道约束,所以导通时,Ic会被光耦约束到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,能够了解为图.1 光耦电路的电流驱动才能小,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约束副边的电流到1.7mA。
处理办法:增大If;增大CTR;减小Ic。对应办法为:减小Ri 阻值;替换大CTR 光耦;增大Ro 阻值。
将上述参数稍加优化,假定增大Ri 到200欧姆,其他全部条件都不变,Vout能得到3.3V的方波吗?
从头核算:If = (Vi – 1.6V)/Ri = 17mA;副边电流约束Ic’ ≤ CTR*If = 8.5mA,远大于副边饱满导通需求的电流(2.9mA),所以实践Ic = 2.9mA。
所以,更改Ri 后,Vout 输出3.3V 的方波。
开关状况的光耦,实践核算时,一般将电路能正常作业需求的最大Ic 与原边能供给的最小If 之间Ic/If 的比值与光耦的CTR 参数做比较,假如Ic/If ≤CTR,阐明光耦能牢靠
导通。一般会预留一点余量(主张小于CTR 的90%)。
作业在线性状况令当别论。
2.2 CTR受那些要素影响
上一节提到规划时要确保必定CTR 余量。便是由于CTR的巨细受很多要素影响,这些要素之中既有导致CTR只离散的要素(不同光耦),又有与CTR 有一致性的参数(壳温/If)。
1)光耦自身:
以8701为例,CTR 在Ta=25℃/If=16mA时,规模是(15%~35%)阐明 8701 这个类型的光耦,不管何时/何地,任何批次里的一个样品,只要在Ta=25℃
/If=16mA 这个条件下,CTR 是一个确认的值,都能确认在15%~35%以内。核算导通时,要以下限进行核算,而且确保有余量。核算关断时要以上限。
2)壳温影响:
Ta=25℃条件下的CTR 下限确认了,但往往产品里边温度规模比较大,比方光耦会作业在(-5~75℃)下,此种情况下CTR 怎样确认?仍是看8701 的手册:有Ta-CTR联系图:
从图中看出,以25 度的为基准,在其他条件不变的情况下,-5 度下的CTR 是25 度下的0.9 倍左右,75 度下最小与25 度下的CTR 相等。
所以在 16mA/(-5~75℃)条件下,8701的CTR 最小值是15%*0.9 = 13.5%
3) 受If 影响。
假定假如实践的If是3.4mA,那么怎么确认CTR在If=3.4mA / Ta=(-5~75℃)条件下的最小CTR 值。
检查 8701 的If-CTR 曲线。图中给出了三条曲线,代表抽取了三个样品做测验得到的If-CTR 曲线,实践只需求一个样品的曲线即可。
注:此图简略了解为下限/典型/上限三个曲线,其实不然。大部分图表曲线仅仅一个相对联系图,不能图中读出肯定的参数值。
核算:选用最上面一条样品曲线,由图中查出,
If=16mA 时CTR 大约28%,
在If=3.4mA时CTR 大约在46%。3.4mA 是16mA 时的46%/28% = 1.64倍;
所以,在 If=3.4mA / (-5~75℃),CTR下限为13.5% * 1.64 = 22.2%
以上一切剖析都是根据8701 的,其他光耦的特性曲线需求查用户手册,剖析办法相同。
3 光耦延时
上述CTR 影响到信号能不能传过去的问题,类似于直流特性。下面首要剖析光耦的延时
特性,即光耦能传送多快信号。
涉及到两个参数:光耦导通延时tplh 和光耦关断延时tphl,以8701 为例:在
If=16mA/Ic=2mA 时分,关断延时最大0.8uS,导通延时最大1.2uS。所以用8701 传递500k
以上的开关信号就需求不能满意。
结语
关于光耦开关的相关介绍就到这了,期望本文能对你有所协助。