光耦參數詳解

2021-03-01 電梯部

概要：1)對於工作在線性狀態的光耦要根據實際情況分析；2)對於工作在開關狀態的光耦要保證光耦導通時 CTR 有一定餘量；3)CTR 受多個因素影響。

2.1 光耦能否可靠導通實際計算

舉例分析，例如圖.1 中的光耦電路，假設 Ri = 1k,Ro = 1k,光耦 CTR= 50%，光耦導通時假設二極體壓降為 1.6V，副邊三極體飽和導通壓降 Vce=0.4V。輸入信號 Vi 是 5V 的方波，輸出 Vcc 是 3.3V。Vout 能得到 3.3V 的方波嗎？

我們來算算：If = (Vi-1.6V)/Ri = 3.4mA

副邊的電流限制：Ic』≤ CTR*If = 1.7mA

假設副邊要飽和導通，那麼需要 Ic』= (3.3V – 0.4V)/1k = 2.9mA，大於電流通道限制，所以導通時，Ic 會被光耦限制到 1.7mA， Vout = Ro*1.7mA = 1.7V

所以副邊得到的是 1.7V 的方波。

為什麼得不到 3.3V 的方波，可以理解為圖.1 光耦電路的電流驅動能力小，只能驅動1.7mA 的電流，所以光耦會增大副邊三極體的導通壓降來限制副邊的電流到 1.7mA。

解決措施：增大 If；增大 CTR；減小 Ic。對應措施為：減小 Ri 阻值；更換大 CTR 光耦；增大 Ro 阻值。

將上述參數稍加優化，假設增大 Ri 到 200 歐姆，其他一切條件都不變，Vout 能得到 3.3V的方波嗎？

重新計算：If = (Vi – 1.6V)/Ri = 17mA；副邊電流限制 Ic』≤ CTR*If = 8.5mA，遠

大於副邊飽和導通需要的電流(2.9mA)，所以實際 Ic = 2.9mA。

所以，更改 Ri 後，Vout 輸出 3.3V 的方波。

開關狀態的光耦，實際計算時，一般將電路能正常工作需要的最大 Ic 與原邊能提供的最小 If 之間 Ic/If 的比值與光耦的 CTR 參數做比較，如果 Ic/If ≤CTR，說明光耦能可靠導通。一般會預留一點餘量（建議小於 CTR 的 90%）。

工作在線性狀態令當別論。

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