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贴片式光电耦合器及其应用

时间:2012-10-28  来源:123485.com  作者:9stone

光耦主要参数 
 本文介绍NEC公司及TOSHIBA公司生产的一些常用的贴片式光耦及其主要参数。主要参数如表1及表2所示。
 
 
 这里要说明一下电流传输比(CTR)这个参数的意义。CTR是Current Transfer Ratio 的缩写。它是在一定工作条件下(IF及VCE),光耦的输出电流Ic与输入电流IF的比值,一般用百分比表示,其值低的从几到几十,高的从几十到几百,达林顿输出型可达上千。CTR大,则在同样的IF下,输出电流Ic大,驱动负载的能力也强(或者说IF较小可获得大的Ic)。   
 这里顺便指出,当用光电耦合器作交流信号传输时,必须考虑它的频率特性。采用GaAs发光二极管及硅光电三极管的光耦,其最高工作频率约为500kHz;其响应时间小于10μs。
 在使用时要注意的红外发光二极管的反压VR一般是很低的,有的VR仅3V。因此在使用时输入端不能接反,防止红外发光二极管因反压过高而击穿(可在1脚、3脚接一个反向二极管来保护,如图4所示)。

光耦的简易测量方法   
 光电三极管输出的光耦是应用最广泛的,若顶面印刷字迹或圆点看不清楚,可采用指针式三用表来测量,确认哪个管脚是1脚,并且也可简易测出光耦的好坏。
 由于它是一个二极管及一个三极管c、e极组成的,所以用R×1k挡来测量是十分方便的。只要测出一个二极管:黑表笔接二极管的阳极,红表笔接二极管的阴极,其阻值约30kΩ,则黑表笔端即1脚。如图7所示,其它三种测量都应是R=∞(表笔不动)。若光电三极管的测量电阻不是∞,则此光耦不能用。
 
 

应用电路  
 各种不同结构的光耦可满足输入、输出隔离;输入与输出共地或不共地;输入、输出是直流或交流,使用极为灵活,因此应用极为广泛,这里介绍一些典型应用电路。

1.隔离线性放大器电路
    如果将输入的交流信号调制成与信号电压成比例的调制电流,则经光耦后再经放大可实现隔离线性放大,电路如图1所示。   
    +5V电压及限流电阻(R1及RP)给发光二极管一个偏置电流IFO (一般IFO取得大一点,约10mA),交流信号电压经C1、R2后加在发光二极管上,叠加在IFO上形成调制电流。经光耦后输出调制的光电流,在R3上产生一个与输入电压成比例的调制电压,此电压经C2隔直,交流成分则经放大器放大输出。
 这里要指出的是经光耦的电-光及光-电转换,线性度不是很高。为了减小失真,偏置的电流IFO要大,信号电压产生的调制电流的峰值电流不超过5mA,可使输出电压失真较小。这种光电隔离放大器比隔离放大器要便宜得多。另外,光电三极管的地用表示(说明与输入电压不共地)。
 采用PS2701有较好的线性度,输入信号的频率可在音频范围。

2.市电监测电路
    图2是一种市电监测电路,当停电时报警。采用TLP126光耦经限流电阻直接与市电220V连接,使光耦的发光二极管发光,光电三极管导通,使10kΩ电阻上的电压接近Vdd(光电三极管的饱和管压降小于0.5V),外接功率MOSFET(VT)的-VGS<1V,则VT截止,报警电路不工作。3.3μF电容是用来稳定VT栅极的电压,防止交流电压过零使栅极电压变化太大而产生误动作。
 
 市电停电时,发光二极管无电流,光电三极管截止,VT 的-VGS=9V,VT导通,报警电路工作。
 Si9400是P沟道功率MOSFET,其主要参数是VDS=-20V,在VGS =-10V时RDS(ON)=0.25Ω,ID=±2.5A。8管脚SO封装,管脚排列如图3所示,使用时,四个D要焊在一起,两个S要焊在一起以便于散热。 
 

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