一種脈寬調(diào)制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)一種脈寬調(diào)制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)系別：電子電氣工程系專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)：06電氣二班學(xué)號(hào)：20695014060姓名：申向陽指導(dǎo)老師：歐衛(wèi)斌2009年6月27日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：一種脈寬調(diào)制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)目的：1實(shí)現(xiàn)對電氣控制、電機(jī)拖動(dòng)、變流技術(shù)等課程內(nèi)容的應(yīng)用； 2掌握利用集成PWM芯片、H橋芯片快速搭建電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的方法。課程設(shè)計(jì)任務(wù)：1. 利用集成PWM芯片（SG3525）、H橋芯片（LMD18200）快速搭建電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路；實(shí)現(xiàn)較好性能開環(huán)控制。2. SG3525產(chǎn)生PWM波，送給LMD18200，由18200驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。充分利用兩芯片的保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)相關(guān)保護(hù)。3.

2、 選作部分：用MCU作為控制單元實(shí)現(xiàn)參數(shù)給定、修改，信息顯示，數(shù)據(jù)處理，給電機(jī)引入測速發(fā)電機(jī)或光電編碼盤實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。（MCU與后級(jí)芯片要用光耦隔離）4. 最后要給出驅(qū)動(dòng)電路對應(yīng)的電機(jī)容量。5. 電路圖要求用軟件Protel99繪制，補(bǔ)充：理解好系統(tǒng)原理、搞清楚芯片原理、認(rèn)真查閱資料、合理借鑒他人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)設(shè)計(jì)完成任務(wù)目標(biāo)，電路結(jié)構(gòu)力求使用簡單。目錄摘要21 引言22 智能功率集成電路LMD18200T性能簡介221 引腳定義222 工作原理422的應(yīng)用電路53 PWM控制芯片SG3525功能簡介53.1 SG3525引腳功能及特點(diǎn)簡介53.2 SG3525的工作原理64 光電隔離器84.1

3、 光電隔離器的概述84.2光耦合器的種類和優(yōu)點(diǎn)84.3光電隔離器的技術(shù)參數(shù)的介紹85 protel99的基本介紹96 開環(huán)控制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路106.1 搭建電路圖126.2 波形輸出136.3 驅(qū)動(dòng)電路對應(yīng)的電機(jī)容量137 結(jié)束13參考文獻(xiàn)13一種脈寬調(diào)制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)摘要：給出了一種使用集成PWM芯片（SG3525）和H橋芯片(LMD18200)等器件實(shí)現(xiàn)的一種脈寬調(diào)制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。對PWM控制芯片SG3525和集成電路LMD18200性能進(jìn)行了介紹。闡述并分析了系統(tǒng)的工作原理、構(gòu)成以及各功能的實(shí)現(xiàn)方案，并且用protel99繪制出電路圖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，控制系統(tǒng)運(yùn)行正常，成本低廉，可靠性

4、高。關(guān)鍵詞：PWM芯片；H橋芯片；脈寬調(diào)制；光電隔離；protel99.1 引言直流伺服電動(dòng)機(jī)因調(diào)速性能好、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，故在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防裝備、科學(xué)研究以及第三產(chǎn)業(yè)中都有大量的應(yīng)用，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用來作執(zhí)行元件或信號(hào)元件，用于傳遞和變換信號(hào)。直流伺服電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路可以采用分離器件來搭建，這種方法容易造成研制周期加長、電路體積增大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及可靠性下降等問題。為了提高驅(qū)動(dòng)電路的可靠性和穩(wěn)定性，有必要選擇一種新的驅(qū)動(dòng)方式，以達(dá)到減小電路體積以及提高電路選用美國國家半導(dǎo)體公司(NS)生產(chǎn)的專門用于運(yùn)動(dòng)控制的LMD18200T智能功率集成電路就是一種很好的解決方案。LMD18200T是一種體

5、積小、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)、內(nèi)部集成了多種保護(hù)電路、單片即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)全橋驅(qū)動(dòng)的集成功率放大器，故可有效減少系統(tǒng)發(fā)生故障的可能性，顯著提高系統(tǒng)的可靠性，充分體現(xiàn)了集成功率放大器外圍電路簡單、性能穩(wěn)定可靠、控制功能全面的優(yōu)點(diǎn)。隨著電能變換技術(shù)的發(fā)展，功率MOSFET在開關(guān)變換器中開始廣泛使用，為此美國硅通用半導(dǎo)體公司（Silicon General）推出SG3525。SG3525是用于驅(qū)動(dòng)N溝道功率MOSFET。其產(chǎn)品一推出就受到廣泛好評(píng)。SG3525系列PWM控制器分軍品、工業(yè)品、民品三個(gè)等級(jí)。本文對SG3525特點(diǎn)、引腳功能、電氣參數(shù)、工作原理以及典型應(yīng)用進(jìn)行了介紹。2 智能功率集成電路LMD18200

6、T性能簡介LMD18200T是NS公司生產(chǎn)的專門用于直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)控制的智能功率集成電路。它將4個(gè)DMOS管構(gòu)成的H橋及其控制邏輯電路封裝在一個(gè)ll引腳的芯片中。它的工作電壓高達(dá)55 v；連續(xù)工作電流3 A，峰值電流高達(dá)6 A；每個(gè)開關(guān)器件的導(dǎo)通電阻典型值為0.3歐姆；輸入信號(hào)兼容TTL和CMOS信號(hào)；具有溫度報(bào)警、過熱以及負(fù)載短路保護(hù)能力。21 引腳定義各功能的功能如下：引腳名稱功能描述1、11橋臂1、2的自舉輸入電容連接端在腳1與腳2與腳10與腳112、10H橋輸出端3方向輸入端轉(zhuǎn)向時(shí)，輸出驅(qū)動(dòng)電流方向見表一。該腳控制輸出1與輸出2（腳2、10）之間電流的方向，從而控制馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的方向。4剎

7、車輸入端剎車時(shí)，輸出驅(qū)動(dòng)電流方向見表一。通過該端將馬達(dá)繞組短路而使其剎車。剎車時(shí)，將該腳置邏輯高電平，并將PWM信號(hào)輸入端（腳5）置邏輯高電平，3腳的邏輯狀態(tài)決定于短路馬達(dá)所用的器件。3腳為邏輯高電平時(shí)，H橋中2個(gè)高端晶體管導(dǎo)通。腳4置邏輯高電平、腳5置邏輯低電平時(shí)，H橋中所有晶體管關(guān)斷，此時(shí)，每個(gè)輸出端只有很小的偏流（1.5mA）。5PWM信號(hào)輸入端PWM信號(hào)與驅(qū)動(dòng)電流方向的關(guān)系見表一。該端與3腳（方向輸入） 如何使用，決定于PWM信號(hào)類型。6、7電源正端與負(fù)端8電源取樣輸出端提供電流取樣信號(hào)，典型值為377A/A9溫度報(bào)警輸出溫度報(bào)警輸出，提供溫度報(bào)警信號(hào)。芯片結(jié)溫達(dá)145時(shí)，該端變?yōu)榈碗?/p>

8、平；結(jié)溫達(dá)170時(shí)，芯片關(guān)斷表一LMD18200邏輯真值表PWM轉(zhuǎn)向剎車實(shí)際輸出驅(qū)動(dòng)電流電機(jī)工作狀態(tài)HHL流出1、流入2正轉(zhuǎn)HLL流入1、流出2反轉(zhuǎn)LHL流出1、流出2停止HHH流出1、流出2停止HLH流入1、流入2停止LXHNONE方式l：PWM 信號(hào)中既包含方向信息又包含幅值信息，PWM 信號(hào)從3腳輸入，5腳接至邏輯高電平。50占空比PWM 信號(hào)對應(yīng)于零驅(qū)動(dòng)，平均負(fù)載電流為零。大于50占空比PWM信號(hào)對應(yīng)于正向電流，負(fù)載電流從OUTPUT1流向OUTPUT2。小于50占空比PWM 信號(hào)對應(yīng)于反向電流，負(fù)載電流從OUTPUT2流向OUTPUT1.Vs POWER SUPPLY和GROUNDI

9、NG 直流電源的正、負(fù)輸入端。CURRENT SENSE OUTPUT 電流檢測輸出端。每輸出l A電流，引腳8輸出377的采樣電流。22 工作原理LMD18200T的內(nèi)部功能框圖如圖所示。LMD18200T內(nèi)部集成了4個(gè)DMOS管，組成了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的H橋驅(qū)動(dòng)電路。H橋高側(cè)DMOS功率器件要求其柵極驅(qū)動(dòng)電壓大于電源正極約8V以上才能導(dǎo)通。為此該集成電路設(shè)置了內(nèi)部充電泵電路，它由一個(gè)300 kHz振蕩器控制，充電泵電容被充電至14 V左右。此柵極驅(qū)動(dòng)電壓上升時(shí)間典型值為20us，適用于工作頻率1 kHz左右的情況。如果要求更高的工作頻率，需要外接白舉電容。推薦用兩個(gè)10nF的電容器分別接于引腳1、

10、2和引腳10、11之間，是柵極驅(qū)動(dòng)電壓上升時(shí)間在100 ns以下，允許開關(guān)頻率高達(dá)500 kHz。引腳2、10接直流電動(dòng)機(jī)的電樞兩端，正轉(zhuǎn)時(shí)電流的方向應(yīng)該從引腳2到引腳10；反轉(zhuǎn)時(shí)電流的方向應(yīng)該是從引腳10到引腳2。電流檢測引腳8可以外接一個(gè)對地電阻，通過此電阻來檢測輸出電流的情況。內(nèi)部保護(hù)電路設(shè)置的過電流閾值是10 A，當(dāng)超過該值時(shí)會(huì)自動(dòng)封鎖輸出，并周期性地自動(dòng)恢復(fù)輸出。如果過電流持續(xù)時(shí)間過長，過熱保護(hù)將關(guān)閉整個(gè)輸出。過熱信號(hào)可以通過引腳9輸出，當(dāng)結(jié)溫達(dá)到145時(shí)引腳9有輸出信號(hào)。22的應(yīng)用電路該電路是一個(gè)單極性驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)閉環(huán)控制電路。信號(hào)由腳輸入，轉(zhuǎn)向信號(hào)由腳輸入。的占空比決定轉(zhuǎn)速，方向

11、信號(hào)決定轉(zhuǎn)向；增量式編碼器反饋電機(jī)位置通過其輸出的、B兩項(xiàng)信號(hào)獲得轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向信息，從而形成閉環(huán)控制。3 PWM控制芯片SG3525功能簡介SG3525是電流控制型PWM控制器，所謂電流控制型脈寬調(diào)制器是按照接反饋電流來調(diào)節(jié)脈寬的。在脈寬比較器的輸入端直接用流過輸出電感線圈的信號(hào)與誤差放大器輸出信號(hào)進(jìn)行比較，從而調(diào)節(jié)占空比使輸出的電感峰值電流跟隨誤差電壓變化而變化。由于結(jié)構(gòu)上有電壓環(huán)和電流環(huán)雙環(huán)系統(tǒng)，因此，無論開關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率和瞬態(tài)響應(yīng)特性都有提高，是目前比較理想的新型控制器。3.1 SG3525引腳功能及特點(diǎn)簡介其原理圖如圖4.13下：1.Inv.input(引腳1)：誤差放大

12、器反向輸入端。在閉環(huán)系統(tǒng)中，該引腳接反饋信號(hào)。在開環(huán)系統(tǒng)中，該端與補(bǔ)償信號(hào)輸入端（引腳9）相連，可構(gòu)成跟隨器。2.Noninv.input(引腳2)：誤差放大器同向輸入端。在閉環(huán)系統(tǒng)和開環(huán)系統(tǒng)中，該端接給定信號(hào)。根據(jù)需要，在該端與補(bǔ)償信號(hào)輸入端（引腳9）之間接入不同類型的反饋網(wǎng)絡(luò)，可以構(gòu)成比例、比例積分和積分等類型的調(diào)節(jié)器。3.Sync(引腳3)：振蕩器外接同步信號(hào)輸入端。該端接外部同步脈沖信號(hào)可實(shí)現(xiàn)與外電路同步。4.OSC.Output(引腳4)：振蕩器輸出端。5.CT(引腳5)：振蕩器定時(shí)電容接入端。6.RT（引腳6）：振蕩器定時(shí)電阻接入端。7.Discharge(引腳7)：振蕩器放電端。

13、該端與引腳5之間外接一只放電電阻，構(gòu)成放電回路。8.Soft-Start(引腳8)：軟啟動(dòng)電容接入端。該端通常接一只5 的軟啟動(dòng)電容。9.Compensation(引腳9)：PWM比較器補(bǔ)償信號(hào)輸入端。在該端與引腳2之間接入不同類型的反饋網(wǎng)絡(luò)，可以構(gòu)成比例、比例積分和積分等類型調(diào)節(jié)器。10.Shutdown(引腳10)：外部關(guān)斷信號(hào)輸入端。該端接高電平時(shí)控制器輸出被禁止。該端可與保護(hù)電路相連，以實(shí)現(xiàn)故障保護(hù)。11.Output A（引腳11）：輸出端A。引腳11和引腳14是兩路互補(bǔ)輸出端。12.Ground(引腳12)：信號(hào)地。13.Vc(引腳13)：輸出級(jí)偏置電壓接入端。14.Output

14、B（引腳14）：輸出端B。引腳14和引腳11是兩路互補(bǔ)輸出端。15.Vcc（引腳15）：偏置電源接入端。16.Vref(引腳16)：基準(zhǔn)電源輸出端。該端可輸出一溫度穩(wěn)定性極好的基準(zhǔn)電壓。特點(diǎn)如下：（1）工作電壓范圍寬：835V。（2）5.1（1 1.0%）V微調(diào)基準(zhǔn)電源。（3）振蕩器工作頻率范圍寬：100Hz400KHz.（4）具有振蕩器外部同步功能。（5）死區(qū)時(shí)間可調(diào)。（6）內(nèi)置軟啟動(dòng)電路。（7）具有輸入欠電壓鎖定功能。（8）具有PWM瑣存功能，禁止多脈沖。（9）逐個(gè)脈沖關(guān)斷。（10）雙路輸出（灌電流/拉電流）： mA(峰值)。3.2 SG3525的工作原理SG3525 內(nèi)置了5.1V精密基

15、準(zhǔn)電源，微調(diào)至 1.0%，在誤差放大器共模輸入電壓范圍內(nèi)，無須外接分壓電組。SG3525還增加了同步功能，可以工作在主從模式，也可以與外部系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)同步，為設(shè)計(jì)提供了極大的靈活性。在CT引腳和Discharge引腳之間加入一個(gè)電阻就可以實(shí)現(xiàn)對死區(qū)時(shí)間的調(diào)節(jié)功能。由于SG3525內(nèi)部集成了軟啟動(dòng)電路，因此只需要一個(gè)外接定時(shí)電容。 輸入S G 3 5 2 5 的誤差信號(hào)經(jīng)過誤差放大器放大后， 與其內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生的鋸齒波進(jìn)行比較，比較器輸出的脈寬信號(hào)再經(jīng)分相器分成兩路互不重疊的A, B兩相脈寬信號(hào)，山具有圖騰柱結(jié)構(gòu)的輸出端1 1 和1 4 腳輸出，見圖由圖可知， 鋸齒波的高低電位分別為3 . 3

16、V和0 . 9 V， 故控制電路送給S G 3 5 2 5的控制電壓信號(hào)應(yīng)在0.9 V 至3 . 3 V之間變化， 如果控制信號(hào)小于0 . 9 V， 則控制效果和0 . 9 V相同;同樣地，如果控制信號(hào)大于3 . 3 V，則和3 . 3 V的控制效果相同?？?制 信號(hào) 在0 . 9 V - 3 . 3 V之問變化時(shí) ， 控制信號(hào)越大 ， 則輸出的脈寬 越寬。SG3525的軟啟動(dòng)接入端（引腳8）上通常接一個(gè)5 的軟啟動(dòng)電容。上電過程中，由于電容兩端的電壓不能突變，因此與軟啟動(dòng)電容接入端相連的PWM比較器反向輸入端處于低電平，PWM比較器輸出高電平。此時(shí)，PWM瑣存器的輸出也為高電平，該高電平通過

17、兩個(gè)或非門加到輸出晶體管上，使之無法導(dǎo)通。只有軟啟動(dòng)電容充電至其上的電壓使引腳8處于高電平時(shí)， SG3525才開始工作。由于實(shí)際中，基準(zhǔn)電壓通常是接在誤差放大器的同相輸入端上，而輸出電壓的采樣電壓則加在誤差放大器的反相輸入端上。當(dāng)輸出電壓因輸入電壓的升高或負(fù)載的變化而升高時(shí)，誤差放大器的輸出將減小，這將導(dǎo)致PWM比較器輸出為正的時(shí)間變長，PWM瑣存器輸出高電平的時(shí)間也變長，因此輸出晶體管的導(dǎo)通時(shí)間將最終變短，從而使輸出電壓回落到額定值，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)。反之亦然。外接關(guān)斷信號(hào)對輸出級(jí)和軟啟動(dòng)電路都起作用。當(dāng) Shutdown（引腳10）上的信號(hào)為高電平時(shí)，PWM瑣存器將立即動(dòng)作，禁止SG3525的輸

18、出，同時(shí)，軟啟動(dòng)電容將開始放電。如果該高電平持續(xù)，軟啟動(dòng)電容將充分放電，直到關(guān)斷信號(hào)結(jié)束，才重新進(jìn)入軟啟動(dòng)過程。注意，Shutdown引腳不能懸空，應(yīng)通過接地電阻可靠接地，以防止外部干擾信號(hào)耦合而影響SG3525的正常工作。欠電壓鎖定功能同樣作用于輸出級(jí)和軟啟動(dòng)電路。如果輸入電壓過低，在SG3525的輸出被關(guān)斷同時(shí)，軟啟動(dòng)電容將開始放電。此外，SG3525還具有以下功能，即無論因?yàn)槭裁丛蛟斐蒔WM脈沖中止，輸出都將被中止，直到下一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)到來，PWM瑣存器才被復(fù)位。4 光電隔離器4.1 光電隔離器的概述光電隔離器（optical coupler，英文縮寫為OC）亦稱光耦合器，簡稱光耦。光耦

19、合器以光為媒介傳輸電信號(hào)。它對輸入、輸出電信號(hào)有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進(jìn)一步放大后輸出。這就完成了電光電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號(hào)傳輸具有單向性等特點(diǎn)，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。所以，它在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪

20、比。在計(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制中作為信號(hào)隔離的接口器件，可以大大增加計(jì)算機(jī)工作的可靠性。4.2光耦合器的種類和優(yōu)點(diǎn)光耦合器的種類達(dá)數(shù)十種，主要有通用型（又分無基極引線和基極引線兩種）、達(dá)林頓型、施密特型、高速型、光集成電路、光纖維、光敏晶閘管型（又分單向晶閘管、雙向晶閘管）、光敏場效應(yīng)管型。光耦合器的主要優(yōu)點(diǎn)是：信號(hào)單向傳輸，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離隔離，輸出信號(hào)對輸入端無影響，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定，無觸點(diǎn)，使用壽命長，傳輸效率高。光耦合器是70年代發(fā)展起來產(chǎn)新型器件，現(xiàn)已廣泛用于電氣絕緣、電平轉(zhuǎn)換、級(jí)間耦合、驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)電路、斬波器、多諧振蕩器、信號(hào)隔離、級(jí)間隔離 、脈沖放大電路

21、、數(shù)字儀表、遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器(SSR)、儀器儀表、通信設(shè)備及微機(jī)接口中。在單片開關(guān)電源中，利用線性光耦合器可構(gòu)成光耦反饋電路，通過調(diào)節(jié)控制端電流來改變占空比，達(dá)到精密穩(wěn)壓目的。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管(LED)，使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進(jìn)一步放大后輸出。這就完成了電光電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號(hào)傳輸具有單向性等特點(diǎn)，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。所以，

22、它在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制中作為信號(hào)隔離的接口器件，可以大大增加計(jì)算機(jī)工作的可靠性。光耦合器的種類達(dá)數(shù)十種，主要有通用型(又分無基極引線和基極引線兩種)、達(dá)林頓型、施密特型、高速型、光集成電路、光纖維、光敏晶閘管型(又分單向晶閘管、雙向晶閘管)、光敏場效應(yīng)管型。4.3光電隔離器的技術(shù)參數(shù)的介紹光耦合器的技術(shù)參數(shù)主要有發(fā)光二極管正向壓降VF、正向電流IF、電流傳輸比CTR、輸入級(jí)與輸出級(jí)之間的絕緣電阻、集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓V(BR)CEO、集電極-發(fā)射極飽和壓降VCE(sat)。此外，在傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)還需考慮上升時(shí)間、下降時(shí)間、延遲時(shí)間

23、和存儲(chǔ)時(shí)間等參數(shù)。最重要的參數(shù)是電流放大系數(shù)傳輸比CTR(Curremt-Trasfer Ratio)。通常用直流電流傳輸比來表示。當(dāng)輸出電壓保持恒定時(shí)，它等于直流輸出電流IC與直流輸入電流IF的百分比。當(dāng)接收管的電流放大系數(shù)HFE為常數(shù)時(shí)，它等于輸出電流IC之比，通常用百分?jǐn)?shù)來表示。有公式：CTR=IC/ IF×100%采用一只光敏三極管的光耦合器，CTR的范圍大多為20%30%(如4N35)，而PC817則為80%160%，達(dá)林頓型光耦合器(如4N30)可達(dá)100%500%。這表明欲獲得同樣的輸出電流，后者只需較小的輸入電流。因此，CTR參數(shù)與晶體管的HFE有某種相似之處。普通光

24、耦合器的CTR-IF特性曲線呈非線性，在IF較小時(shí)的非線性失真尤為嚴(yán)重，因此它不適合傳輸模擬信號(hào)。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(hào)時(shí)，其交流電流傳輸比(CTR=IC/IF)很接近于直流電流傳輸比CTR值。因此，它適合傳輸模擬電壓或電流信號(hào)，能使輸出與輸入之間呈線性關(guān)系。這是其重要特性。在設(shè)計(jì)光耦反饋式開關(guān)電源時(shí)必須正確選擇線性光耦合器的型號(hào)及參數(shù)，選取原則如下：(1)光耦合器的電流傳輸比(CTR)的允許范圍是50%200%。這是因?yàn)楫?dāng)CTR<50%時(shí)，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，

25、這會(huì)增大光耦的功耗。若CTR>200%，在啟動(dòng)電路或者當(dāng)負(fù)載發(fā)生突變時(shí)，有可能將單片開關(guān)電源誤觸發(fā)，影響正常輸出。(2)推薦采用線性光耦合器，其特點(diǎn)是CTR值能夠在一定范圍內(nèi)做線性調(diào)整。(3)由英國埃索柯姆公司、美國摩托羅拉公司生產(chǎn)的4N××系列(如4N25 、4N26、4N35)光耦合器，目前在國內(nèi)應(yīng)用地十分普遍。鑒于此類光耦合器呈現(xiàn)開關(guān)特性，其線性度差，適宜傳輸數(shù)字信號(hào)(高、低電平)，因此不推薦用在開關(guān)電源中。5protel99的基本介紹Protel99是應(yīng)用于Windows9X/2000/NT操作系統(tǒng)下的EDA設(shè)計(jì)軟件，采用設(shè)計(jì)庫管理模式，可以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)，具有

26、很強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及3D模擬功能，是一個(gè)32位的設(shè)計(jì)軟件，可以完成電路原理圖設(shè)計(jì)，印制電路板設(shè)計(jì)和可編程邏輯器件設(shè)計(jì)等工作，可以設(shè)計(jì)32個(gè)信號(hào)層，16個(gè)電源-地層和16個(gè)機(jī)加工層。一、Protel99 的系統(tǒng)組成 按照系統(tǒng)功能來劃分，Protel99主要包含以下倆大部分和6個(gè)功能模塊。 1、電路工程設(shè)計(jì)部分 (1)電路原理設(shè)計(jì)部分（Advanced Schematic 99）：電路原理圖設(shè)計(jì)部分包括電路圖編輯器（簡稱SCH編輯器）、電路圖零件庫編輯器（簡稱Schlib編輯器）和各種文本編輯器。本系統(tǒng)的主要功能是：繪制、修改和編輯電路原理圖；更新和修改電路圖零件庫；查看和編輯有關(guān)電路圖和零件庫的各種報(bào)表。（2）印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)（Advanced PCB 99）：印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括印刷電路板編輯器（簡稱PCB編輯器）、零件封裝編輯器（簡稱PCBLib編輯器）和電路板組件管理器。本系統(tǒng)的主要功能是：繪制、修改和編輯電路板；更新和修改零件封裝；管理電路板組件。（3）自動(dòng)布線系統(tǒng)（Advanced Route 99）：本系統(tǒng)包含一個(gè)基于形狀（Shape-based）的無柵格自動(dòng)布線器，用于印刷電路板的自動(dòng)布線，以實(shí)現(xiàn)PCB設(shè)計(jì)的自動(dòng)化。 2、電路仿真與PLD部分 （1）電路模擬仿真系統(tǒng)（Advanced SIM 99）：電路模擬仿真系統(tǒng)包含一個(gè)數(shù)字/模擬信號(hào)仿真器