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贴片式光电耦合器使用与研讨

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  现在极大大都的光耦输入部分选用砷化镓红外发光二极管,输出部分选用硅光电二极管、硅光电三极管及光触发可控硅。这是因为峰值波长900~940nm的砷化镓红外发光二极管能与硅光电器材的呼应峰值波长相吻合,可取得较高的信号传输功率。

光电耦合器(以下简称光耦)是一种发光器材和光敏器材组成的光电器材。它能完成电—光—电信号的改换,而且输入信号与输出信号是阻隔的。
光耦的结构  
 光耦的内部结构(剖面)如图1所示。光耦输入部分大都是红外发光二极管,输出部分有不同的光敏器材,如图2所示。

贴片式光电耦合器及其使用

 这儿要阐明的是,图2(c)的输入部分有两个背对背的红外发光二极管,它用于沟通输入的场合;图2(d)选用达林顿输出结构,它可使输出取得较大的电流;图2(e)、2(f)的输出由光触发双向可控硅组成,它们首要用来驱动沟通负载。图2(e)与图2(f)的差别是图2(f)有过零触发操控(图中的“ZC”即“过零”的意思),而图2(e)没有过零触发操控电路。

贴片式光电耦合器及其使用

根本电路  
 光耦的根本电路如图3所示。图3(a)的负载电阻RL接在发射极及地之间,图3(b)的负载电阻RL接在电源Vdd与集电极之间。
 在图3(a)中,输入端加上Vcc电压,经限流电阻Rin后,有必定的电流IF流经红外发光二极管,IF与Vcc、发光二极管的正向压降VF及Rin的关系为:IF=(Vcc-VF)/Rin。式中的VF取1.3V。IF的最大值由材料给出(一般作业时IF≤10mA)。

贴片式光电耦合器及其使用

 发光二极管发光后,光电三极管导通,集电极电流Ic由Vdd经光电三极管流过RL到地,使输出电压Vout=Ic&TImes;RL(或Vout=Vdd-VCE,VCE为光电三极管的管压降)。
 图3(b)的作业原理与图3(a)相同,不再重复。图3中输入、输出也可用各自的地。
 从图3(a)能够看出;输入端不加Vcc电压,输出端Vout=0V,输入端加了Vcc电压,负载得电,这个功用相当于“继电器”。如果在输入端加幅值为5V的脉冲(如图4所示),输出端Vdd=12V,RL=10kΩ,则输出的脉冲幅值挨近12V,从这功一能来看,相当于“变压器”;若输入电压从0跃变到+5V,输出则从0跃变到挨近12V,它又可用作电平转化。

贴片式光电耦合器及其使用

特色及使用规模   
 光耦的首要特色:输入与输出之间绝缘(绝缘电压可达数千伏);信号传输为单方向,输出信号不会对输入信号有影响;能传输模拟信号也可传输数字信号;抗搅扰才能强;体积小、寿命长;因为无触头,因而抗振性强。近年来因为出产工艺改善,SMT的开展,开宣布功能更好、尺度更小的贴片式光耦,它由DIP6管脚封装改善成4管脚封装,不只改小尺度,而且减小了搅扰,如图5所示,但有一些公司其管脚仍按6管脚摆放,如图2所示。顶面有圆圈者为第1管脚,如图6所示。  

贴片式光电耦合器及其使用 

 因为该类器材有上述特色,它首要使用于阻隔电路、开关电路、逻辑电路、信号长线传输、线性扩大电路、阻隔反应电路、操控电路及电平转化电路等。
光耦首要参数
 本文介绍NEC公司及TOSHIBA公司出产的一些常用的贴片式光耦及其首要参数。首要参数如表1及表2所示。

贴片式光电耦合器及其使用

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 这儿要阐明一下电流传输比(CTR)这个参数的含义。CTR是Current Transfer RaTIo 的缩写。它是在必定作业条件下(IF及VCE),光耦的输出电流Ic与输入电流IF的比值,一般用百分比表明,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,则在相同的IF下,输出电流Ic大,驱动负载的才能也强(或者说IF较小可取得大的Ic)。
 这儿趁便指出,当用光电耦合器作沟通信号传输时,有必要考虑它的频率特性。选用GaAs发光二极管及硅光电三极管的光耦,其最高作业频率约为500kHz;其呼应时刻小于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。因而在使用时输入端不能接反,避免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维护,如图4所示)。
光耦的简易丈量方法   
 光电三极管输出的光耦是使用最广泛的,若顶面印刷笔迹或圆点看不清楚,可选用指针式三用表来丈量,承认哪个管脚是1脚,而且也可简易测出光耦的好坏。
 因为它是一个二极管及一个三极管c、e极组成的,所以用R&TImes;1k挡来丈量是非常便利的。只需测出一个二极管: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,其它三种丈量都应是R=∞(表笔不动)。若光电三极管的丈量电阻不是∞,则此光耦不能用。

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