線性光耦與非線性光耦型號(hào)概述

什么是線性光耦?它有什么作用?線性光耦的電流傳輸特性曲線接近直線，并且小信號(hào)時(shí)性能較好，能以線性特性進(jìn)行隔離控制。 開(kāi)關(guān)電源中常用線性光耦，如果使用非線性光耦，有可能使振蕩波形變壞，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)寄生振蕩，使數(shù)千赫的振蕩頻率被數(shù)十到數(shù)百赫的低頻振蕩依次為號(hào)調(diào)制。由此產(chǎn)生的后果是對(duì)彩電，彩顯，VCD，DCD等等，將在圖像畫(huà)面上產(chǎn)生干擾。同時(shí)電源帶負(fù)載能力下降。在彩電，顯示器等開(kāi)關(guān)電源維修中如果光耦損壞，一定要用線性光耦代換。

常用的4腳線性光耦(無(wú)反饋型線性光耦)有PC817A-C、PC111、TLP521等。

常用的6腳線性光耦有LP632、 TLP532、PC614、PC714、PS2031等。

常用的非線性光耦的型號(hào)

4N25 晶體管輸出

4N25MC 晶體管輸出

4N26 晶體管輸出

常見(jiàn)光耦型號(hào)

4N27 晶體管輸出

4N28 晶體管輸出

4N29 達(dá)林頓輸出

4N30 達(dá)林頓輸出

4N31 達(dá)林頓輸出

4N32 達(dá)林頓輸出

4N33 達(dá)林頓輸出

4N33MC 達(dá)林頓輸出

4N35 達(dá)林頓輸出

4N36 晶體管輸出

4N37 晶體管輸出

4N38 晶體管輸出

4N39 可控硅輸出

常見(jiàn)的高速光耦型號(hào)

100K bit/S：

6N138、6N139、PS8703

1M bit/S：

6N135、6N136、CNW135、CNW136、PS8601、PS8602、PS8701、PS9613、PS9713、CNW4502、HCPL-2503、HCPL-4502、HCPL-2530(雙路)、HCPL-2531(雙路)

10M bit/S：

6N137、PS9614、PS9714、PS9611、PS9715、HCPL-2601、HCPL-2611、HCPL-2630(雙路)、HCPL-2631(雙路)

線性光耦的原理

線性光耦的隔離原理與普通光耦沒(méi)有差別，只是將普通光耦的單發(fā)單收模式稍加改變，增加一個(gè)用于反饋的光接受電路用于反饋。這樣，雖然兩個(gè)光接受電路都是非線性的，但兩個(gè)光接受電路的非線性特性都是一樣的。這樣，就可以通過(guò)反饋通路的非線性來(lái)抵消直通通路的非線性，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)線性隔離的目的。

線性光耦的分類

線性光耦器件又分為兩種：無(wú)反饋型和反饋型;

1.無(wú)反饋型線性光耦器件實(shí)際上是在器件的材料和生產(chǎn)工藝上采取一定措施(使得光耦器件的輸入輸出特性的非線性得到改善。但是，由于發(fā)光二極管和光電三極管的固有特性，改善十分有限。這種光耦器件主要用于對(duì)線性區(qū)的范圍要求不大的情況，例如開(kāi)關(guān)電源的電壓隔離反饋電路中經(jīng)常使用的PC816A和NEC2501H等線性光耦。由于開(kāi)關(guān)電源在正常工作時(shí)的電壓調(diào)整率不大，通過(guò)對(duì)反饋電路參數(shù)的適當(dāng)選擇，就可以使光耦器件工作在線性區(qū)。但由于這種光耦器件只是在有限的范圍內(nèi)線性度較高，所以不適合使用在對(duì)測(cè)試精度以及范圍要求較高的場(chǎng)合。

2.另一種線性光耦是反饋型器件。其作用原理是將普通光耦的單發(fā)單收模式稍加改變，增加一個(gè)用于反饋的光接受電路用于反饋。這樣雖然兩個(gè)光接受電路都是非線性的，但兩個(gè)光接受電路的非線性特性都是一樣的，這樣，就可以通過(guò)反饋通路的非線性來(lái)抵消直通通路的非線性，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)線性隔離的目的。與前面介紹過(guò)的普通光耦器件線性化使用的原理類似，只不過(guò)它在生產(chǎn)工藝上采取了一定措施，使同一片器件中的2個(gè)光耦的特性更加趨于一致。這種器件例如德州儀器公司曾經(jīng)出品現(xiàn)已停產(chǎn)的TIL300A，CLARE公司生產(chǎn)的LOC系列線性光耦，惠普公司生產(chǎn)的HCNR200/201線性光耦等。

非線性光耦構(gòu)建的模擬信號(hào)線性隔離電路

用非線性光耦替代線性光耦，首先需要考慮的問(wèn)題是，采用兩個(gè)獨(dú)立的單路光耦還是采用一個(gè)雙路光耦由于上面的公式3中的推導(dǎo)默認(rèn)線性光耦的K 和K2相等，這樣我們選用的兩路光耦的物理特性最好一致，封裝在一起的兩路光耦比兩個(gè)獨(dú)立的單路光耦具有更好的一致特性，所以選用了雙路光耦。

其次，既然信號(hào)已經(jīng)隔離，那么隔離前后的集成電路的供電必須隔離，否則不能真正做到完全隔離。當(dāng)然用非線性光耦做的隔離電路在布置印制板的時(shí)候不如線性光耦，因?yàn)樘幱诜蔷€性光耦一邊的5，6腳和7，8腳上加了兩組隔離的電源見(jiàn)圖3)。 而用線性光耦做的印制板則可以將隔離電源完全布局在光電器件的兩邊然后根據(jù)線性光耦的參數(shù)，經(jīng)過(guò)比較我們選用了TPP521-2，根據(jù)該光耦構(gòu)建的隔離電路如下：

采樣隔離電路主要由一個(gè)雙路非線性光電耦合器、兩個(gè)運(yùn)放和電阻電容構(gòu)成其中一路光耦的7腳用作輸出，另一路光耦5腳作為反饋，反饋是用來(lái)補(bǔ)償發(fā)光二極管時(shí)間溫度特性的非線性，保證光敏三極管產(chǎn)生的輸出信號(hào)與I I)發(fā)光二極管發(fā)出的光通里呈線性比例。

隔離電路中IR 調(diào)節(jié)輸入運(yùn)算放大器的輸入偏置電流的大小.C起反饋?zhàn)饔?。同時(shí)濾除了電路中的毛刺信號(hào)。避免發(fā)光二極管(U.ED 受到意外的沖擊。但是。隨著頻率的提高發(fā)光二極管阻抗將變小電流增大增益隨之變大。因而.C 的引入對(duì)通道在高頻時(shí)的增益有一定影響，雖然減小C 的值可以拓展帶寬。但是，會(huì)影響初級(jí)運(yùn)算放大器的增益，同時(shí)初級(jí)運(yùn)算放大器輸出的較大毛刺信號(hào)不易被濾除。但對(duì)于我們目前的模擬信號(hào)采樣頻率不高的情況下，取0.47pk 的電容就足夠了。

在采樣電路調(diào)節(jié)過(guò)程中，輸入電壓有兩種變化趨勢(shì)，當(dāng)輸入電壓Vin升高時(shí)，Vin大于B，和流經(jīng)其電流的乘積，導(dǎo)致運(yùn)放輸出端電壓升高，通過(guò)兩個(gè)發(fā)光二極管的電流也隨之增大、光敏三極管6 .5腳的電流也增大，這樣反饋到1R 上的電流也增大，最終調(diào)節(jié)的結(jié)果是輸入運(yùn)放+，-端的電壓相等，同時(shí)8.7腳電流也增大，通過(guò)采樣電阻I 上的電壓隨之線性增大。

反之，當(dāng)輸入電壓Vim降低時(shí)，運(yùn)放輸出端電壓降低，通過(guò)發(fā)光二極管的電流也隨之減小，與上類似，輸出電壓也隨輸入電壓Vin 的降低成比例地減小。上面的推導(dǎo)都是假定所有電路都是工作在線性、理想范圍內(nèi)的，要想做到這一點(diǎn)需要對(duì)運(yùn)放進(jìn)行合理選型，并且仔細(xì)選擇電阻的阻值：

運(yùn)放可以是單電源供電或正負(fù)電源供電，上面給出的是單正電源供電的例子。為了使輸入范圍能夠從0到Voc，需要運(yùn)放能夠滿擺幅工作，另外，運(yùn)放的工作速度壓擺率不會(huì)影響整個(gè)電路的性能。由于光耦是電流驅(qū)動(dòng)型器件其11:1)的工作電流為ImA-20mA，因此，運(yùn)算放大器的驅(qū)動(dòng)電流也必須達(dá)到20mA。我們選用的運(yùn)算放大器IM 358 的電流驅(qū)動(dòng)能力達(dá)40mA4。以上就是線性光耦的相關(guān)解析，希望能給大家?guī)椭?