高速光耦阻隔H桥之进程

记住好久好久以前有一次忽然想搞一个全光耦阻隔的，H桥高速驱动电路，成果花啊花啊，没多久就画出来了，还没有测验就贴到了论坛上去，成果被网友笑话了一场，尽管很丢面子，可是仍是确确实实学到了许多东西的说的。现在就来说说我最初的这次阅历吧^_^

论坛的联系图片有点小，咱们仍是点开来细心看吧

最初之所以认为这个电路能完结高速光耦阻隔的H桥驱动，实际上也便是看中了那个6N137（这儿用PS9601代替）的高速特性，由于运用6N137就必定能够完结高速的特性，成果就想当然的连接了一下认为就能够完结高速的H桥驱动了，其实彻底不是怎样一回事的，

这儿我就给咱们说说这样的电路有哪些问题吧

榜首，vmos尽管看似是电压驱动器材，可是实际上仍是需求具有恰当低驱动内阻的器材才干使它高速的开关的，为什么呢，由于vmos存在着一个容量十分可观的Cgs，也便是G和S电极之间的等效电容，这个电容的容量差不多有2000p左右，视详细管子有所收支，可是都不小的说，由于这个电容的存在，就导致了这个电路的速度永久都不或许到达高速，咱们显卡左下角的M1管子，能够看到关断是运用的三极管关断的，或许这个牵强还算过的去的，可是Vgs的上升就要缓慢的多了，由于它有一个rc时刻，差不多是10k*2000p这个时刻可不短了哦。可想而知M1的导通是多么的缓慢的说。再来看看更要命的M2吧，这是一个PVMOS的功率管，能够看到这样的当M2敞开的时分是由晶体管来操控的所以相对来说仍是过的去的，那过不去的便是关断时刻了，这个就真的比较要命了，由于MOS管的特性，关断时刻远慢于敞开的时刻。成果便是M2还没有关断的情况下，M1就现已开端渐渐导通了，导致了两个管子上下导通产生了恰当大的电流，用不了多久内阻稍大的P沟道M2这个管子就会发热严峻，渐渐的就过热焚毁了。这便是为什么许多人都说H桥简略烧P管的原因了。

第二，咱们再来看看这儿的vmos的操控电压，由于受制于6n137的作业电压，Vgs最高只要5v，远低于irf640的彻底导通电压，所以导致vmos一直作业在高内阻区，功率管发热严峻，所以这样的电路是肯定不具有任何实用性的。

已然剖析后知道了上述原因，那咱们应该怎么才干批改这样的问题呢？
其实原本是很杂乱的，简略的说便是6n137后边接扩大电路，然后再推挽操控mos管子的开关和关断，

咱们能够参阅这个电路的原理，可是实际上这样的电路由于结构杂乱，十分不合适实际运用，一起由于扩大器也具有可观的推迟，所以终究仍是破坏了咱们得到高速阻隔mos管驱动的意图。要速度快就要用高速运放，仍是价格很可观的哦。所以不主张运用

不过现在就比较便利了，引荐运用专用的mos管驱动用光耦，比方东芝的tlp250便是不错的挑选

咱们能够看到内部现已帮咱们集成了扩大器和驱动电路了，能够在确保根本速度的情况下极大的简化外围电路的运用，便利咱们简化H桥的电路，强力引荐运用

说道这儿再给咱们说个事情吧，那便是光耦阻隔下的uart的串口通讯问题，

记住有不少朋友都碰到过，便是一个串口接上了一般的低速光耦，成果串口通讯就无论怎么也调试不出来了，非要运用6n137这样贵重的高速光耦才干正常通讯，其实不然，这儿我教咱们一个运用一般廉价低速光耦也能完结根本串口通讯的办法吧

如图所见，咱们能够看到了这是市面上及其常见的廉价的ps2501光耦，我是由于pspice里边就它有模型才调用的其实其他电路也都相同的由于根本上它便是最烂最廉价的那个的代表了，不过经过19200波特率仍是很轻松的

咱们能够翻看他的手册，得知tr=3us tf=5us 这点速度现已远小于19200波特的26us的脉冲宽度了，所以器材理论上是可行的

再来看一下为什么平常咱们都接的可是却不好用，这儿给咱们剖析一下原因吧

咱们要知道光耦的速度和光耦输出三极管作业电流有联系，为什么呢，由于作业电流越大，r24就必须越小，r24越小，这样r24和晶体管自身的结电容的rc充放电时刻就短，这个rc时刻短了，晶体管的开关速度也就天然上升了，可是晶体管的作业电流是由发光二极管的光照强度决议的，还有电流传输比决议的，所以发光二极管的点亮电流也要恰当添加才干满意阻隔晶体管的电流需求，一般cpu的io或许不能供给如此大的电流，所以这儿运用一个8550做了一级电流扩大，当然假如你的单片机驱动电流够大的情况下也能够不必这个三极管。还有一点便是能够看到后边的这个三极管是接的共集电极接法，而不是常见的共发射极接法，这是由于共集电极接法的速度远比共发射极接法来的快，同理前面的Q2也用的是共集电极接法来尽或许的进步光耦的速度，削减推迟。
再说一下光耦的电流也不是能够无限制添加的，最好在运用之前看一下手册上阐明的最大作业电流，然后计算好合适的电阻再用。不然简略焚毁光耦。
最终给咱们几张仿真的测验图片

这个是作业在19200波特率下，电压3.3v情况下的光耦发光二极管电流和晶体三极管的电流仿真图

这张图真实平等测验条件下的电压曲线图，能够看到ps2501这个废物光耦在19200的波特率下的波形杰出，运用彻底没有任何问题^_^
弥补一下r24和r23的计算办法，r24等于（电源电压-0.2v）除以手册上的晶体管的极限作业电流，
r23等于晶体管的极限作业电流除以电流传输比，得出发光二极管需求多少电流就能够让后边的晶体管彻底饱和了。然后用（电源电压-1.8v）除以这个电流，便是r23的取值了，当然在满意速度的情况下r23和r24都能够恰当增大阻值削减功耗