光耦型号(光耦型号怎么看)

光耦合器(Optical Coupler)亦称光电耦合器或光隔离器,简称光耦。它是以光为 媒介来传输电信号的器件。通常是把发光器(红外发光二极管LED)与受光器(光敏 三极管)封装在同一管壳内。当输入端加上电信号时,发光器发出光线,受光器在接收 光线之后就产生光电流,从输出端流出,从而实现了“电—光—电”转换。光耦合器可广 泛用于电平转换、信号隔离、级间隔离、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器、精 密开关电源、仪器仪表及微机接口中。

一.光耦合器的工作原理1.光耦合器的类型

常见光耦合器的产品分类及内部电路如图3-11-1所示,括号内是8种典型产品的 型号。其中,通用型属于中速光耦合器,其电流传输比为25%~300%。达林顿型光耦 合器的速度较低,而电流传输比可达100%~5000%。高速型光耦合器具有速度快、输 出线性好等优点。由光集成电路构成的光耦合器属于高速光耦,电流传输比较大。光纤 型光耦合器能够耐高压,其绝缘电压值超过100kV。光敏晶闸管型光耦合器属于大功率 输出的光耦,典型产品有4N39(内含单向晶闸管)、IS607(内含双向晶闸管)。光敏场 效应管型光耦合器的特点是速度快,交、直流两用。普通光耦合器典型产品的主要技术 指标见表3-11-1。

光耦型号(光耦型号怎么看)

图1 光耦合器的分类及内部电路

表3-11-1 普通光耦合器典型产品的主要参数

型号

电流传输比 CTR(%)

绝缘电阻 R(Ω)

绝缘电压 UDC(V)

最大正向电流 IFM(mA)

反向击穿电压 U(BR)CEO(V)

饱和压降 UCES(V)

暗电流 IR(uA)

最大功耗 PM(mW)

封装形式

4N35

>100

3550

60

30

0.3

50

DIP-6

4N30

>100

1011

1500

60

30

1.0

100

100

DIP-6

GO111

>60

1010

1000

60

>30

<0.4

<10

>5

DIP-6

2.光耦合器的性能特点

光耦合器的主要优点是单向传输信号,输入端与输出端完全实现了电气隔离,抗干 扰能力强,传输距离远,使用寿命长,传输效率高。

电流传输比是光耦合器的重要参数,通常用直流电流传输比来表示,当输出电压保 持恒定时,它等于直流输出电流IC与直流输入电流IF的百分比。有公式

CRT = IC/IF x 100% (3-11-1)

采用一只光敏三极管的光耦合器,CTR的范围大多为20%~300%,例如4N35型 光耦合器的CTR>100%,而PC817A型光耦合器则为80%~160%。达林顿型光耦合 器(如4N30)可达100%~5000%。这表明欲获得同样的输出电流,后者只需较小的 输入电流。因此,CTR参数与晶体管的hFE有某种相似之处。

二.线性光耦合器的选择1.光耦合器的类型

光耦反馈式开关电源中经常采用线性光耦合器,典型产品型号为PC817A、 CNYl7—2和MOC8101。线性光耦合器与普通光耦合器典型的CTR—IF特性曲线,分别 如图3-11-2中的虚线和实线所示。由图可见,普通光耦合器的CTR—IF特性曲线呈非 线性,在IF较小时的非线性失真尤为严重,因此它不适合传输模拟信号。线性光耦合 器的CTR—IF特性曲线具有良好的线性度,特别是在传输小信号时,其交流电流传输比 (ΔCTR=ΔIC/ΔIF)很接近于直流电流传输比CTR值,因此它适合传输模拟电 压或电流信号,能使输出与输入之间呈线性关系。这是其重要特性。

光耦型号(光耦型号怎么看)

图3-11-2 两种光耦合器的CTR—IF特性曲线

在设计光耦反馈式开关电源时必须正确选择光耦合器的型号及参数。选取原则如下:

(1)光耦合器的电流传输比(CTR)的允许范围是50%~200%。这是因为 当CTR<50%时,光耦合器中的LED就需要较大的工作电流(IF>50mA),才 能正常控制占空比,这会增大光耦合器的功耗。若CTR>200%,在启动电路或者当负 载发生突变时,有可能造成误触发,影响正常输出。

(2)推荐采用线性光耦合器,其特点是CTR值能够在一定范围内做线性调整。由 英国埃索柯姆(ISOCOM)公司、**摩托罗拉公司生产的4N××系列(例如4N25、 4N26、4N35)光耦合器,目前在国内应用十分普遍。鉴于此类光耦合器呈现开关特性, 其线性度差、CTR值不可控,适宜传输数字信号(高、低电平),因此不推荐用在单片 开关电源中。

开关电源常用线性光耦合器的典型产品及主要参数见表3-11-2

表3-11-2 线性光耦合器的典型产品及主要参数

型号

电流传输比 CTR(%)

反向击穿电压 U(BR)CEO(V)

**生产厂家

封装形式

PC816A

80~160

70

Sharp

DIP-4 (基极末引出)

PC817A

80~160

35

SFH610A-2

63~125

70

Simens

NEC2501-H

80~160

40

NEC

CNYl7-2

63~125

70

Motorola,Simens,Toshiba

DIP-6 (基极引出)

CNYl7-3

100~200

70

SFH600-1

63~125

70

Simens,Isocom

SFH600-2

100~200

70

CNY75GA

63~125

90

Temic

DIP-6 (基极末引出)

CNY75GB

100~200

90

MOC8101

50~80

30

Motorola,Isocom

MOC8102

73~117

30

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