各種光電耦合器參數(shù)

常用參數(shù)正向壓降VF：二極管通過的正向電流為規(guī)定值時，正負(fù)極之間所產(chǎn)生的電壓降。正向電流IF：在被測管兩端加一定的正向電壓時二極管中流過的電流。反向電流IR：在被測管兩端加規(guī)定反向工作電壓VR時，二極管中流過的電流。反向擊穿電壓VBR：:被測管通過的反向電流IR為規(guī)定值時，在兩極間所產(chǎn)生的電壓降。結(jié)電容CJ：在規(guī)定偏壓下，被測管兩端的電容值。反向擊穿電壓V(BR)CEO：發(fā)光二極管開路，集電極電流IC為規(guī)定值，集電極與發(fā)射集間的電壓降。輸出飽和壓降VCE(sat)：發(fā)光二極管工作電流IF和集電極電流IC為規(guī)定值時，并保持IC/IFVCTRmin時(CTRmin在被測管技術(shù)條件中規(guī)定)集電極與發(fā)射極之間的電壓降。反向截止電流ICEO:發(fā)光二極管開路，集電極至發(fā)射極間的電壓為規(guī)定值時，流過集電極的電流為反向截止電流。電流傳輸比CTR：輸出管的工作電壓為規(guī)定值時，輸出電流和發(fā)光二極管正向電流之比為電流傳輸比CTR。脈沖上升時間tr、下降時間tf：光耦合器在規(guī)定工作條件下，發(fā)光二極管輸入規(guī)定電流IFP的脈沖波，輸出端管則輸出相應(yīng)的脈沖波，從輸出脈沖前沿幅度的10%到90%，所需時間為脈沖上升時間tr。從輸出脈沖后沿幅度的90%到10%，所需時間為脈沖下降時間tf。傳輸延遲時間tPHL、tPLH:光耦合器在規(guī)定工作條件下，發(fā)光二極管輸入規(guī)定電流IFP的脈沖波，輸出端管則輸出相應(yīng)的脈沖波，從輸入脈沖前沿幅度的50%到輸出脈沖電平下降到1.5V時所需時間為傳輸延遲時間tPHL。從輸入脈沖后沿幅度的50%到輸出脈沖電平上升到1.5V時所需時間為傳輸延遲時間tPLH。入出間隔離電容CIO:光耦合器件輸入端和輸出端之間的電容值。入出間隔離電阻RIO:半導(dǎo)體光耦合器輸入端和輸出端之間的絕緣電阻值。入出間隔離電壓VIO:光耦合器輸入端和輸出端之間絕緣耐壓值。最大額定值參數(shù)名稱符號最大額定值單位V反向電壓5VRI正向電流50mAFMV集-發(fā)擊穿電壓100V(BR)CEOI集電極電流30mACMT貯存溫度-55?150°CstgT工作溫度-55?125CambV隔離電壓1000VIOP總耗散功率80mWtot推薦工作條件特性符號最小值典型值最大值單位I輸入電流1050mAFV電源電壓1560V主要光電特性測試條件（T特性符號11A=25°C±3°C）最小典型最大單位隔離特性隔離電阻RIOVIO=500V1010Q上升時間tr10|JSV開關(guān)特性下降時間tfCC=5V,IFP=10mA,RL=360Q仁10kHz,D：1/210MSIV反向電流RR=5V0.011.0pALED輸入特性VI正向電壓FF=10mA1.21.4VCTR電流傳輸比VCC=5V,IF=10mA,RL=200Q60180%集-發(fā)飽和電壓VCE(sat)VCC=5V,IF=10mA,RL=4.7kQ0.10.4V晶體管輸出特性IV集-發(fā)截止電流CEOCE=5V，IF=00.011.0PA線性光電耦合器在開關(guān)電源中的應(yīng)用沙占友王彥明王曉群口(河北科技大學(xué)050054石家莊)口摘要線性光耦合器是目前國際上正推廣應(yīng)用的一種新型光電隔離器件。文中介紹其性能特點(diǎn)、產(chǎn)品分類，以及它在單片開關(guān)電源中的應(yīng)用?！蹶P(guān)鍵詞光耦合器線性電流傳輸比通信單片開關(guān)電源□光耦合器（opticalcoupler，英文縮寫為OC）亦稱光電隔離器或光電耦合器，簡稱光耦。它是以光為媒介來傳輸電信號的器件，通常把發(fā)光器（紅外線發(fā)光二極管LED）與受光器（光敏半導(dǎo)體管）封裝在同一管殼內(nèi)。當(dāng)輸入端加電信號時發(fā)光器發(fā)出光線，受光器接受光線之后就產(chǎn)生光電流，從輸出端流出，從而實(shí)現(xiàn)了“電一光一電”轉(zhuǎn)換。普通只能傳輸數(shù)字（開關(guān)）信號，不適合傳輸模擬信號。近年來問世的線性能夠傳輸連續(xù)變化的模擬電壓或模擬電流信號，使其應(yīng)用領(lǐng)域大為拓寬?！?的類型及性能特點(diǎn)1.1的類型□有雙列直插式、管式、光導(dǎo)纖維式等多種封裝形式，其種類達(dá)數(shù)十種。的分類及內(nèi)部電路如圖1所示。圖中是8種典型產(chǎn)品的型號：（a）通用型（無基極引線）；（b）通用型（有基極引線）；（c）達(dá)林頓型；（d）高速型；（e）光集成電路；（f）光纖型；（g）光敏晶閘管型；（h）光敏場效應(yīng)管型。1.2的性能特點(diǎn)□的主要優(yōu)點(diǎn)是單向傳輸信號，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，抗干擾能力強(qiáng)，使用壽命長，傳輸效率高。它廣泛用于電平轉(zhuǎn)換、信號隔離、級間隔離、開關(guān)電路、遠(yuǎn)距離信號傳輸、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?！醯募夹g(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、輸入級與輸出級之間的絕緣電阻、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(shù)?？陔娏鱾鬏敱仁堑闹匾獏?shù)，通常用直流電流傳輸比來表示。當(dāng)輸出電壓保持恒定時，它等于直流輸出電流IC與直流輸入電流IF的百分比。其公式為：采用一只光敏三極管的，CTR的范圍大多為20%?300%（如4N35），而PC817則為80%?160%，達(dá)林頓型（如4N30）可達(dá)100%?5000%。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。線性與普通典型的CTR-IF特性曲線，分別如圖2中的虛線和實(shí)線所示。由圖2可見，普通的CTR-IF特性曲線呈非線性，在IF較小時的非線性失真尤為嚴(yán)重，因此它不適合傳輸模擬信號。線性的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（△CTRuAIC/AIF）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，能使輸出與輸入之間呈線性關(guān)系。這是其重要特性。2線性的產(chǎn)品分類及選取原則2.1線性的產(chǎn)品分類□線性的典型產(chǎn)品及主要參數(shù)見表1，這些光耦均以光敏三極管作為接收管。2.2線性的選取原則□在設(shè)計光耦反饋式開關(guān)電源時必須正確選擇線性的型號及參數(shù)，選取原則如下：□①的電流傳輸比(CTR)的允許范圍是50%?200%。這是因?yàn)楫?dāng)CTRV50%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(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(fù)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?！酡谕扑]采用線性，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(Isocom)公司、美國摩托羅拉公司生產(chǎn)的4Nxx系列(如4N25、4N26、4N35)，目前在國內(nèi)應(yīng)用地十分普遍。鑒于此類呈現(xiàn)開關(guān)特性，其線性度差，適宜傳輸數(shù)字信號(高、低電平)，因此不推薦用在開關(guān)電源中。3線性應(yīng)用舉例多路輸出式電源變換器電路如圖3所示。其輸入電壓為36V到90V的準(zhǔn)方波電壓，三路輸出分別為：UO1=+5V(2A)，UO2=+15V(0.17A)，UO3=—15V(0.17A)?，F(xiàn)將UO1定為主輸出，其電壓調(diào)整率SV=±0.4%；UO2和UO3為輔輸出，總電源效率可達(dá)75%?80%。電路中采用一片TOP104Y型三端單片開關(guān)電源集成電路。主輸出繞組電壓經(jīng)過VD2、C2、L1和C3整流濾波后，得到+5V電壓。VD2采用MBR735型35V/7.5A肖特基二極管。兩個輔輸出繞組及輸出電路完全呈對稱結(jié)構(gòu)。因?yàn)椤?5V輸出電流較小，故整流管VD4和VD5均采用UF4002型100V/1A的超快恢復(fù)二極管。由線性光耦CNY17-2和可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431C構(gòu)成光耦反饋式精密開關(guān)電源，可以對+5V電壓進(jìn)行精密調(diào)整。反饋繞組電壓通過VD3、C4整流濾波后，得到12V反饋電壓。由P6KE120型瞬態(tài)電壓抑制器和UF4002型超快恢復(fù)二極管構(gòu)成的漏極鉗位保護(hù)電路，能吸收由高頻變壓器漏感形成的尖峰電壓，保護(hù)芯片內(nèi)部的功率場效應(yīng)管MOSFET不受損壞?！跬獠空`差放大器由TL431C組成。當(dāng)5V輸出電壓升高時，經(jīng)R3、R4分壓后得到的取樣電壓，就與TL431C中的2.5V帶隙基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，使其陰極電位降低，LED的工作電流IF增大，再通過線性光耦I(lǐng)C2(CNY17-2)使控制端電流IC增大，TOP104Y的輸出占空比減小，使UO1維持不變，達(dá)到穩(wěn)壓目的。5V穩(wěn)壓值UO1則由TL431C、光耦中的LED正向壓降來設(shè)定。R1是LED的限流電阻。誤差放大器的頻率響應(yīng)由C5、R2和C6來決定。C5的作用有三個：濾除控制端上的尖峰電壓；決定自動重啟動頻率；與R2一起對控制回路進(jìn)行補(bǔ)償。光電耦合器的檢測方法光電耦合器2008-09-0922:08閱讀640評論0字號：大中小光電耦合器——又稱光耦合器或光耦，它屬于較新型的電子產(chǎn)品，現(xiàn)在它廣泛應(yīng)用于計算機(jī)、音視頻各種控制電路中。由于光耦內(nèi)部的發(fā)光二極管和光敏三極管只是把電路前后級的電壓或電流變化，轉(zhuǎn)化為光的變化，二者之間沒有電氣連接，因此能有效隔斷電路間的電位聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)電路之間的可靠隔離。一、光電耦合器的檢測判斷光耦的好壞，可在路測量其內(nèi)部二極管和三極管的正反向電阻來確定。更可靠的檢測方法是以下三種。比較法拆下懷疑有問題的光耦，用萬用表測量其內(nèi)部二極管、三極管的正反向電阻值，用其與好的光耦對

應(yīng)腳的測量值進(jìn)行比較，若阻值相差較大，則說明光耦已損壞。數(shù)字萬用表檢測法下面以PC111光耦檢測為例來說明數(shù)字萬用表檢測的方法，檢測電路如圖1所示。檢測時將光耦內(nèi)接二極管的+端｛1｝腳和一端｛2｝腳分別插入數(shù)字萬用表的Hfe的c、e插孔內(nèi)，此時數(shù)字萬用表應(yīng)置于NPN擋；然后將光耦內(nèi)接光電三極管c極｛5｝腳接指針式萬用表的黑表筆，8極｛4｝腳接紅表筆，并將指針式萬用表撥在Rxlk擋。這樣就能通過指針式萬用表指針的偏轉(zhuǎn)角一一實(shí)際上是光電流的變化，來判斷光耦的情況。指針向右偏轉(zhuǎn)角度越大，說明光耦的光電轉(zhuǎn)換效率越高，即傳輸比越高，反之越低；若表針不動，則說明光耦已損壞。光電效應(yīng)判斷法仍以PC111光耦合器的檢測為例，檢測電路如圖2所示。將萬用表置于Rxlk電阻擋，兩表筆分別接在光耦的輸出端｛4｝、｛5｝腳；然后用一節(jié)1.5V的電池與一只50?100Q的電阻串接后，電池的正極端接PC111的｛1｝腳，負(fù)極端碰接｛2｝腳，或者正極端碰接｛1｝腳，負(fù)極端接｛2｝腳，這時觀察接在輸出端萬用表的指針偏轉(zhuǎn)情況。如果指針擺動，說明光耦是好的，如果不擺動，則說明光耦已損壞。萬用表指針擺動偏轉(zhuǎn)角度越大，表明光電轉(zhuǎn)換靈敏度越高。光耦參數(shù)光電耦合器2008-09-0922:17閱讀1075評論2

字號：大中小什么是轉(zhuǎn)換效率CTR?下圖顯示一個使用晶體管耦合器的普通線路。如果LED電流IF運(yùn)行至輸入端，集電器電流IC將運(yùn)行至輸

出端。該電流傳輸比稱為轉(zhuǎn)換效率（CTR：電流傳輸比）通過（IC/IF）x100（%）表示。與晶體管的h

FE一樣，轉(zhuǎn)換效率是晶體管耦合器一個重要的參數(shù)。R1R2改進(jìn)光耦電路減少電流消耗延緩LED老化改進(jìn)光耦電路，可以提升零電壓測量的精度。有不同潛路工作的電路中，用光耦建立電流隔離看上去似乎很簡單。光耦從隔離電路中獲取能量，

由于LED老化，開關(guān)相對慢且不穩(wěn)定。若不用光耦，可使用如AnalogDevices公司的ADUM12xx或Te

xasInstruments公司的ISO72x替代。本設(shè)計方案闡述了一個簡單改進(jìn)光耦電路的方法。

圖1顯示了兩個通用的0V同步交流設(shè)計。通過光耦負(fù)載電阻的減少，開關(guān)變得更慢更不確定，但減少了光耦的LED電流，嘗試減少隔離電路中的能量消耗。為實(shí)現(xiàn)更快更迅速的開關(guān)，將不得不犧牲能量效率；然而，由于能量效率和交流電壓大小的反向關(guān)系，這個犧牲的好處是有限的。IOSVR.TlO~AV~Figure1EstablishinggalvanicisolationwiththehelpofoptocouplersbetweencircLiitsthatoperateatdifferentgroundpotentialslooksdscsptivelysimple.Optocouplersdrawpowerfromtheisolatedcircuit,andswitchingcanberelativelyelowanduncertainbscaussofLEOaging.光耦的LED在近似全交流循環(huán)過程中超乎尋常的幾乎連續(xù)發(fā)光，導(dǎo)致功耗效率低，且使光耦老化得相對較快：一個顯著的缺點(diǎn)是過原點(diǎn)誤差過大且?guī)缀醪豢煽?；電路的靈敏度范圍依靠光耦的參數(shù)。圖1的設(shè)計不是一個理想方案。就效率而言，依靠光耦的電流轉(zhuǎn)換率和交流幅值，它們能輸出5到100mA。圖2的設(shè)計克服了能耗過大、不確定開關(guān)和LED老化的問題。它非常適用于寬交流范圍的應(yīng)用。與圖1的電路相比，圖2的LED只在過原點(diǎn)附近發(fā)光，且由前置充電電容接收能量，所以通過10到100的因數(shù)減少平均電流消耗。設(shè)計也提供更快、更確定和更敏銳的開關(guān)。更甚者，希望延緩LED老化。圖1中電阻R1和R2消耗的熱功率不小于1.5W，所以在同一電路板區(qū)域用0.1W設(shè)備替換外部器件（圖2）。

電路的主要部分由幅值檢波器D1、電容C1和Schmitt觸發(fā)器Q1/Q2組成，控制流過光耦的