光耦傳輸比對開關電源的影響
發布時間:2019-08-28 責任編輯:wenwei
【導讀】光耦的技術參數主要有發光二極管正向壓降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。
CTR電流傳輸比(Current transfer ration)是用於描述光耦合器特性的參數,可表示為:

在上述公式中:
IC:副邊輸出電流
IF:原邊輸入電流
CTR:發光管和光敏三極管電流比的最小值
光耦的技術參數主要有發光二極管正向壓降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。
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。這是它的一項非常重要特性。
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。當輸出電壓保持恒定時,它等於直流輸出電流IC與直流輸入電流IF的百分比。采用一隻光敏三極管的光耦合器,CTR的範圍大多為20%~300%(如4N35),而PC817係列則為50%~600%。這表明欲獲得同樣的輸出電流,後者隻需較小的輸入電流。因此,CTR參數與晶體管的hFE有某種相似之處。
使(shi)用(yong)光(guang)耦(ou)合(he)器(qi)主(zhu)要(yao)是(shi)為(wei)了(le)提(ti)供(gong)輸(shu)入(ru)電(dian)路(lu)和(he)輸(shu)出(chu)電(dian)路(lu)間(jian)的(de)隔(ge)離(li),在(zai)設(she)計(ji)電(dian)路(lu)時(shi),下(xia)列(lie)所(suo)選(xuan)用(yong)的(de)光(guang)耦(ou)合(he)器(qi)必(bi)須(xu)符(fu)合(he)國(guo)內(nei)和(he)國(guo)際(ji)有(you)關(guan)隔(ge)離(li)擊(ji)穿(chuan)電(dian)壓(ya)的(de)標(biao)準(zhun)。鑒(jian)於(yu)此(ci)類(lei)光(guang)耦(ou)合(he)器(qi)呈(cheng)現(xian)開關特性,其線性度差,適合傳輸數字信號(高、低電平),可以用於單片機的輸出隔離;所選用的光耦合器必須具有較高的耦合係數。

在(zai)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)隔(ge)離(li)中(zhong),以(yi)及(ji)設(she)計(ji)光(guang)耦(ou)反(fan)饋(kui)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)時(shi),必(bi)須(xu)正(zheng)確(que)選(xuan)擇(ze)線(xian)性(xing)光(guang)耦(ou)合(he)器(qi)的(de)型(xing)號(hao)及(ji)參(can)數(shu),除(chu)了(le)必(bi)須(xu)遵(zun)循(xun)普(pu)通(tong)光(guang)耦(ou)的(de)選(xuan)取(qu)原(yuan)則(ze)外(wai),還(hai)必(bi)須(xu)遵(zun)循(xun)下(xia)列(lie)原(yuan)則(ze):
1、推薦采用線性光耦合器,其特點是CTR值能夠在一定範圍內做線性調整。
2、光耦合器的電流傳輸比(CTR)的允許範圍是50%~200%。這是因為當CTR<50%時,光耦中的LED就需要較大的工作電流(IF>5.0mA),才能正常控製單片開關電源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。
3、若用放大器電路去驅動光耦合器,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。
以下是常見光耦合器PC817係列的一些參數(僅供參考):


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