光耦參數選型重要指標-CTR

2021-01-11 電子產品世界

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201706/349867.htm

光耦全稱是光耦合器,英文名字是:optical coupler,英文縮寫為OC,亦稱光電隔離器,簡稱光耦。

  光耦的技術參數主要有發光二極體正向壓降VF、正向電流IF、電流傳輸比CTR、輸入級與輸出級之間的絕緣電阻、集電極-發射極反向擊穿電壓V(BR)CEO、集電極-發射極飽和壓降VCE(sat)。此外,在傳輸數位訊號時還需考慮上升時間、下降時間、延遲時間和存儲時間等參數。

  CTR:發光管的電流和光敏三極體的電流比的最小值

  隔離電壓:發光管和光敏三極體的隔離電壓的最小值

  集電極-發射極電壓:集電極-發射極之間的耐壓值的最小值光耦什麼時候導通?什麼時候截至?

  電流傳輸比是光耦合器的重要參數,通常用直流電流傳輸比來表示。當輸出電壓保持恆定時,它等於直流輸出電流IC與直流輸入電流IF的百分比。採用一隻光敏三極體的光耦合器,CTR的範圍大多為20%~300%(如4N35),而PC817則為80%~160%,達林頓型光耦合器(如4N30)可達100%~5000%。這表明欲獲得同樣的輸出電流,後者只需較小的輸入電流。因此,CTR參數與電晶體的hFE有某種相似之處。線性光耦合器與普通光耦合器典型的CTR-IF特性曲線

  普通光耦合器的CTR-IF特性曲線呈非線性,在IF較小時的非線性失真尤為嚴重,因此它不適合傳輸模擬信號。線性光耦合器的CTR-IF特性曲線具有良好的線性度,特別是在傳輸小信號時,其交流電流傳輸比(ΔCTR=ΔIC/ΔIF)很接近於直流電流傳輸比CTR值。因此,它適合傳輸模擬電壓或電流信號,能使輸出與輸入之間呈線性關係。這是其重要特性。

  使用光電耦合器主要是為了提供輸入電路和輸出電路間的隔離,在設計電路時,必須遵循下列原則:所選用的光電耦合器件必須符合國內和國際的有關隔離擊穿電壓的標準;由英國埃索柯姆(Isocom)公司、美國摩託羅拉公司生產的4N××系列(如4N25 、4N26、4N35)光耦合器,目前在國內應用地十分普遍。鑑於此類光耦合器呈現開關特性,其線性度差,適宜傳輸數位訊號(高、低電平),可以用於單片機的輸出隔離;所選用的光耦器件必須具有較高的耦合係數。

  在開關電源的隔離中,以及設計光耦反饋式開關電源時必須正確選擇線性光耦合器的型號及參數, 除了必須遵循普通光耦的選取原則外,還必須遵循下列原則:

  1、光耦合器的電流傳輸比(CTR)的允許範圍是50%~200%。這是因為當CTR50%時,光耦中的LED就需要較大的工作電流(IF>5.0mA),才能正常控制單片開關電源IC的佔空比,這會增大光耦的功耗。若CTR>200%,在啟動電路或者當負載發生突變時,有可能將單片開關電源誤觸發,影響正常輸出。

  2、若用放大器電路去驅動光電耦合器,必須精心設計,保證它能夠補償耦合器的溫度不穩定性和漂移。

  3、推薦採用線性光耦合器,其特點是CTR值能夠在一定範圍內做線性調整。


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