光耦已是常用器件,通過光耦,我們能夠以光為媒介來傳輸電信號,傳輸速度進一步加快。為增進大家對光耦的認識,本文將基于兩點介紹光耦:1.光耦的分類、2.光耦的使用原則。如果你對光耦具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、光耦的分類
光電耦合器分為兩種:一種為非線性光耦,另一種為線性光耦。非線性光耦的電流傳輸特性曲線是非線性的,這類光耦適合于開關(guān)信號的傳輸,不適合于傳輸模擬量。常用的4N系列光耦屬于非線性光耦。
線性光耦的電流傳輸特性曲線接近直線,并且小信號時性能較好,能以線性特性進行隔離控制。常用的線性光耦是PC817A—C系列。
開關(guān)電源中常用的光耦是線性光耦。如果使用非線性光耦,有可能使振蕩波形變壞,嚴重時出現(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調(diào)制。由此產(chǎn)生的后果是對彩電,彩顯,VCD,DCD等等,將在圖像畫面上產(chǎn)生干擾。同時電源帶負載能力下降。在彩電,顯示器等開關(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腳線性光耦有PC817A----C。PC111 TLP521等常用的六腳線性光耦有:LP632 TLP532 PC614 PC714 PS2031等。常用的4N25 4N26 4N35 4N36是不適合用于開關(guān)電源中的,因為這4種光耦均屬于非線性光耦。
由于光電耦合器的品種和類型非常多,在光電子DATA手冊中,其型號超過上千種,通??梢园匆韵路椒ㄟM行分類:
⑴按光路徑分,可分為外光路光電耦合器(又稱光電斷續(xù)檢測器)和內(nèi)光路光電耦合器。外光路光電耦合器又分為透過型和反射型光電耦合器。
⑵按輸出形式分,可分為:
a、光敏器件輸出型,其中包括光敏二極管輸出型,光敏三極管輸出型,光電池輸出型,光可控硅輸出型等。
b、NPN三極管輸出型,其中包括交流輸入型,直流輸入型,互補輸出型等。
c、達林頓三極管輸出型,其中包括交流輸入型,直流輸入型。
d、邏輯門電路輸出型,其中包括門電路輸出型,施密特觸發(fā)輸出型,三態(tài)門電路輸出型等。
e、低導(dǎo)通輸出型(輸出低電平毫伏數(shù)量級)。
f、光開關(guān)輸出型(導(dǎo)通電阻小于10Ω)。
g、功率輸出型(IGBT/MOSFET等輸出)。
h, 光敏電阻型(通過光,控制輸出電阻, 輸出電阻可以雙向, 可以交流, 改變了PC817之類只能一個方向的不便, 純電阻材料, 無極性輸出, 如LCR-0202)
二、光耦的使用原則
1、光耦合器的電流傳輸比(CTR)的允許范圍是50%~200%。這是因為當(dāng)CTR《50%時,光耦中的LED就需要較大的工作電流(IF》5.0mA),才能正??刂茊纹_關(guān)電源IC的占空比,這會增大光耦的功耗。若CTR》200%,在啟動電路或者當(dāng)負載發(fā)生突變時,有可能將單片開關(guān)電源誤觸發(fā),影響正常輸出。2、若用放大器電路去驅(qū)動光電耦合器,必須精心設(shè)計,保證它能夠補償耦合器的溫度不穩(wěn)定性和漂移。
2、推薦采用線性光耦合器,其特點是CTR值能夠在一定范圍內(nèi)做線性調(diào)整。
上述使用的光電耦合器時工作在線性方式下,在光電耦合器的輸入端加控制電壓,在輸出端會成比例地產(chǎn)生一個用于進一步控制下一級電路的電壓,是單片機進行閉環(huán)調(diào)節(jié)控制,對電源輸出起到穩(wěn)壓的作用。
為了徹底阻斷干擾信號進入系統(tǒng),不僅信號通路要隔離,而且輸入或輸出電路與系統(tǒng)的電源也要隔離,即這些電路分別使用相互獨立的隔離電源。對于共模干擾,采用隔離技術(shù),即利用變壓器或線性光電耦合器,將輸入地與輸出地斷開,使干擾沒有回路而被抑制。在開關(guān)電源中,光電耦合器是一個是非常重要的外圍器件,設(shè)計者可以充分的利用它的輸入輸出隔離作用對單片機進行抗干擾設(shè)計,并對變換器進行閉環(huán)穩(wěn)壓調(diào)節(jié)。
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