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光耦合器的类型及功能特色

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1 光耦合器的类型及功能特色
1.1 光耦合器的类型
   光耦合器有双列直插式、管式、光导纤维式等多种封装方式,其品种达数十种。光耦合器的分类及内部电路如图1所示。图中是8种典型产品的类型:(a)通用型(无基极引线);(b)通用型(有基极引线);(c)达林顿型;(d)高速型;(e)光集成电路;(f)光纤型;(g)光敏晶闸管型;(h)光敏场效应管型。

1.2 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,抗干扰能力强,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。在单片开关电源中,使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。


1.3 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。

      常用参数:
正向压降VF:二极管经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。
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::被测管经过的反向电流IR为规则值时,在南北极间所发生的电压降。
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: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。?
      电流传输比是光耦合器的重要参数,通常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。

      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2中的虚线和实线所示。

                  图一 最常用的光电耦合器之内部结构图 三极管接纳型  4脚封装

                            图二 光电耦合器之内部结构图 三极管接纳型  6脚封装

            图三 光电耦合器之内部结构图 双发光二极管输入 三极管接纳型 4脚封装

                                图四 光电耦合器之内部结构图 可控硅接纳型  8脚封装

图五 光电耦合器之内部结构图 双二极管接纳型  6脚封装

     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。

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