光耦选型最全指南及各种参数说明
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光电耦合器(简称光耦)是开关电源电路中常用的器件。
光电耦合器分为两种:一种为非线性光耦,另一种为线性光耦。
常用的4N系列光耦属于非线性光耦常用的线性光耦是PC817A—C系列。
非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的,这类光耦适合于弄开关信号的传输,不适合于传输模拟量。
线性光耦的电流传输手特性曲线接进直线,并且小信号时性能较好,能以线性特性进行隔离控制。
开关电源中常用的光耦是线性光耦。
如果使用非线性光耦,有可能使振荡波形变坏,严重时出现寄生振荡,使数千赫的振荡频率被数十到数百赫的低频振荡依次为号调制。
由此产生的后果是对彩电,彩显,VCD,DCD等等,将在图像画面上产生干扰。
同时电源带负载能力下降。
在彩电,显示器等开关电源维修中如果光耦损坏,一定要用线性光耦代换。
常用的4脚线性光耦有PC817A----C。
PC111 TLP521等常用的六脚线性光耦有:TLP632 TLP532 PC614 PC714 PS2031等。
常用的4N25 4N26 4N35 4N36是不适合用于开关电源中的,因为这4种光耦均属于非线性光耦。
经查大量资料后,以下是目前市场上常见的高速光藕型号:100K bit/S:6N138、6N139、PS87031M bit/S:6N135、6N136、CNW135、CNW136、PS8601、PS8602、PS8701、PS9613、PS9713、CNW4502、HCPL-2503、HCPL-4502、HCPL-2530(双路)、HCPL-2531(双路)10M bit/S:6N137、PS9614、PS9714、PS9611、PS9715、HCPL-2601、HCPL-2611、HCPL-2630(双路)、HCPL-2631(双路)光耦合器的增益被称为晶体管输出器件的电流传输比 (CTR),其定义是光电晶体管集电极电流与LED正向电流的比率(ICE/IF)。
光电晶体管集电极电流与VCE有关,即集电极和发射极之间的电压。
光耦参数详解光耦(Optocoupler),也被称为光电隔离器或光电耦合器,是一种常用的电气隔离元件。
它由发光二极管(LED)、光敏晶体管(光敏三极管)和光电耦合器件组成。
光耦器件可将输入电信号转换为光信号,再将光信号转换为输出电信号,实现输入与输出之间的电气隔离。
在实际应用中,光耦器件的参数非常重要,在选型和设计过程中需要充分了解光耦参数的含义与特性。
本文将对光耦参数进行详解。
一、LED电流(IF)LED电流是指通过发光二极管的电流。
较大的LED电流可以提高器件的输出响应速度和增大耦合光功率。
通常,我们应选择适当的LED电流,确保LED工作在额定电流范围内,以提供合适的光照强度。
二、输出电压(VCEsat)输出电压指的是光敏晶体管或光敏三极管的饱和电压。
当输入光强度与电流满足一定条件时,光敏晶体管或光敏三极管的输出电压将保持在较低的水平。
输出电压越小,表示光耦器件的开关速度越快。
三、耐压(BVCEO)耐压是指光敏晶体管或光敏三极管的耐受反向电压。
它是光耦器件能够工作的最大反向电压。
在选择光耦器件时,应确保其耐压大于实际工作电压,以保证其正常、稳定的工作。
四、光电流传输比(CTR)光电流传输比是衡量光耦器件性能的重要指标。
它定义了光信号与输入电信号之间的转换效率。
光电流传输比越大,表示器件对输入光信号的转换效率越高。
五、工作温度范围(Topr)工作温度范围是指光耦器件能够正常工作的环境温度范围。
在实际应用中,应确保光耦器件的使用环境温度在工作温度范围内。
光耦参数的选择与应用需求密切相关。
在选型时,我们应根据具体使用情况,合理选择合适的光耦器件,并对参数进行综合考虑。
同时,由于光耦器件的参数与性能之间存在一定关系,对于不同的应用场景,也需要灵活调整参数,以满足特定的电路要求。
需要注意的是,在设计电路时,也需要充分考虑光耦器件周围的光电磁环境,合理布局电路板,以减少光耦器件与外界的电磁干扰,确保其正常工作。
光耦选型手册光耦简介:光耦合器(opticalcoupler,英文缩写为OC)亦称光电隔离器或光电耦合器,简称光耦。
它是以光为媒介来传输电信号的器件,通常把发光器(红外线发光二极管LED)与受光器(光敏半导体管)封装在同一管壳内。
当输入端加电信号时发光器发出光线,受光器接受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。
光耦合器一般由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。
输入的电信号驱动发光二极管(LED),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。
这就完成了电—光—电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。
光耦的分类:(1)光电耦合器分为两种:一种为非线性光耦,另一种为线性光耦。
非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的,这类光耦适合于开关信号的传输,不适合于传输模拟量。
常用的4N系列光耦属于非线性光耦。
线性光耦的电流传输特性曲线接近直线,并且小信号时性能较好,能以线性特性进行隔离控制。
常用的线性光耦是PC817A—C系列。
(2)常用的分类还有:按速度分,可分为低速光电耦合器(光敏三极管、光电池等输出型)和高速光电耦合器(光敏二极管带信号处理电路或者光敏集成电路输出型)。
按通道分,可分为单通道,双通道和多通道光电耦合器。
按隔离特性分,可分为普通隔离光电耦合器(一般光学胶灌封低于5000V,空封低于2000V)和高压隔离光电耦合器(可分为10kV,20kV,30kV等)。
按输出形式分,可分为:a、光敏器件输出型,其中包括光敏二极管输出型,光敏三极管输出型,光电池输出型,光可控硅输出型等。
b、NPN三极管输出型,其中包括交流输入型,直流输入型,互补输出型等。
c、达林顿三极管输出型,其中包括交流输入型,直流输入型。
d、逻辑门电路输出型,其中包括门电路输出型,施密特触发输出型,三态门电路输出型等。
e、低导通输出型(输出低电平毫伏数量级)。
f、光开关输出型(导通电阻小于10Ω)。
光耦参数详解范文光耦是一种将输入信号和输出信号以光线的形式进行隔离的电子器件。
它由一个光气室和一个光敏元件组成,通过控制输入信号使光源发出或屏蔽光线,从而控制输出信号的产生。
光耦的参数是评价其性能和适用范围的重要指标,下面对光耦的一些主要参数进行详细解释。
1.隔离电压:光耦的隔离电压是指在光气室中光线没有透过时,输入端和输出端之间可以承受的最大电压。
隔离电压越大,说明光耦具有更好的隔离效果,可以抵御更高的电压干扰。
2.电传导电流:电传导电流是指在光源未发光时,由于电耦合产生的输入端到输出端的电流。
电传导电流越小,表示光耦的隔离效果越好,输入信号不会通过电耦合效应影响输出信号。
3.触发电流:触发电流是指在光源发光时,输入端需要提供的最小电流值来触发光敏元件。
触发电流越大,说明光敏元件对光的敏感性越低,需要更大的驱动电流才能正常工作。
4.输出电流:输出电流是指光耦的输出端可以提供的最大电流值。
输出电流越大,表示光耦可以驱动更大负载的电路。
5.饱和电压降:光耦的饱和电压降是指在输出电流达到最大值时,输入端和输出端之间的电压降。
饱和电压降越小,表示光耦在负载较大时能够提供更稳定的电压输出。
6.堵塞电流:堵塞电流是指在光源未发光时,输出端到输入端存在的电流。
堵塞电流越小,表示光耦的隔离效果越好,基本可以忽略漏电流。
7.响应时间:响应时间是指光耦在输入信号变化后,输出信号达到稳定状态所需要的时间。
响应时间越短,表示光耦的响应速度越快,适用于高频率的信号传输。
8.工作温度范围:工作温度范围是指光耦能够正常工作的温度范围。
光耦应在规定的温度范围内工作,超出该范围可能会导致光耦的性能下降或损坏。
以上是一些光耦的主要参数,不同类型的光耦会有一些特殊的参数。
在选择光耦时,需要根据具体的应用需求选择合适的参数,以获得最佳的性能和可靠性。
总结起来,光耦的参数对于保障信号隔离的效果、增强电路稳定性和提高性能都起到非常重要的作用,因此在设计和选择光耦时,需要充分考虑这些参数的特点和限制。
光耦选型经典指南光电耦合器是一种将电信号和光信号相互转换的器件,广泛应用于各种电子设备中。
在进行光耦选型时,需要考虑多个因素,包括光电耦合器的类型、特性参数以及应用环境等。
下面是一份光耦选型经典指南,帮助您进行正确的选型。
1.光耦类型选择:根据应用需求和场景,选择合适的光耦类型。
常见的光耦类型包括光电二极管、光电三极管、光敏场效应管以及光电双向晶闸管等。
根据需要选择合适的类型,例如光电二极管适用于高速传输和低电流驱动的场景,而光电三极管适用于高功率驱动和低频传输的场景。
2.光电参数选择:光电耦合器的特性参数对其性能和应用具有重要影响。
在选型时,需要关注以下特性参数:-光电转换系数:光电转换系数表示光信号转换为电信号的效率,一般以A/W为单位。
较高的光电转换系数意味着更好的灵敏度和响应速度。
-电流传输比:电流传输比表示光信号与电信号之间的等效电流关系。
选用合适的电流传输比可以确保电信号在传输过程中不受损失。
-切换速度:切换速度表示光电耦合器在从关断到导通状态的响应时间。
对于高速传输的应用,需要选用较高切换速度的光电耦合器。
3.耐压与耐磁参数选择:在一些特殊环境下,需要考虑光电耦合器的耐压和耐磁性能。
耐压参数表示光电耦合器所能承受的最大电压。
当应用场景中存在高电压时,选择具有足够耐压能力的光电耦合器。
耐磁参数表示光电耦合器在磁场中的工作性能。
在靠近强磁场或高频磁场的应用中,选择具有良好耐磁性能的光电耦合器。
4.封装类型选择:根据实际使用环境和布局要求,选择合适的封装类型。
光电耦合器的封装类型分为DIP、SOP、SMD等多种形式。
DIP封装适用于手工焊接和低密度布线的应用,而SMD封装适用于自动化焊接和小型化设计的应用。
5.其他因素:在选型过程中,还需要考虑其他因素,例如价格、供应商信誉度、长期供货能力等。
选择信誉度较高的供应商,能够获得质量稳定、售后服务完善的光电耦合器。
总结:在进行光耦选型时,需要综合考虑光耦类型、特性参数、耐压耐磁性能、封装类型以及价格等多个因素。
光耦参数选型重要指标光耦,听起来挺高大上的,实际上它就像电路里的“桥梁”,连接着两个电路,让它们彼此交流,但又不互相干扰。
想象一下,两条河流,光耦就像那座小桥,让水流自由地流动,却又不让它们混在一起。
选购光耦的时候,可别小看了这小家伙,里面可是有不少讲究哦。
工作电压,这个指标得仔细瞧瞧。
电压高了可就没法用了,电压低了也会导致信号不稳定。
就好比你出门时,带的雨伞和衣服要和天气相符,不然可就糗大了。
你要了解自己的电路需求,选择一个合适的电压范围,这样才能让光耦发挥出最佳性能,真是事半功倍!传输速率也是个关键因素。
传输速率决定了信息传递的速度,这就像你发微信消息一样,有时候快得像闪电,有时候慢得像乌龟。
想象一下,要是你家里的设备需要实时反馈,但光耦传输太慢,那真是叫天天不应,叫地地不灵。
选择光耦的时候,得看清楚它的传输速率是否符合你的需求,别到时候急得像热锅上的蚂蚁。
再说说隔离电压,这个可得注意了。
隔离电压就像是保护膜,能让你的电路远离干扰和意外,给你一份安全感。
想想要是隔离电压不够,那可是隐患满满,电路出故障可就麻烦了。
选择光耦时,挑个隔离电压高的,心里也能踏实,仿佛给自己装了一个安全锁。
别忘了光耦的封装形式,咱们总是希望东西好用还要方便。
封装就像是衣服的样式,合适的样式才能穿出门。
如果你要在狭小的空间里使用光耦,选择一个小巧的封装形式可就显得尤为重要。
就像咱们挑衣服一样,得根据场合来选。
温度范围也不能忽略。
温度过高或过低都可能影响光耦的性能,选择适合的温度范围,确保光耦在工作时不受环境的干扰。
就好比我们每个人都需要一个舒适的环境,才能发挥出最佳的状态。
光耦也是,得让它在一个适合它的“温床”里工作。
还有一个不得不提的就是失效率,俗话说“千里之行,始于足下”,光耦的可靠性可关系到整个电路的稳定。
失效率低的光耦能让你高枕无忧,减少故障的发生。
想想要是频频出问题,得多让人抓狂,所以选择时,得关注这项指标。
光耦参数详解(一)光耦参数详解1. 什么是光耦参数?•光耦参数是指光电耦合器的一些关键性能指标和参数,用于评估光电耦合器的性能和适用范围。
2. 常见的光耦参数及其意义•输入光功率:指输入光信号的功率水平,通常以光功率单位dBm 表示。
光功率越高,光电耦合器的灵敏度越好,可以实现更高的传输距离。
•频率响应:用于描述光电耦合器对输入光信号频率变化的响应能力。
频率响应越宽,光电耦合器的传输带宽越大,可以传输更高频率的信号。
•隔离电压:指输入端和输出端之间的电压隔离能力。
隔离电压越高,光电耦合器的隔离效果越好,可以有效防止信号干扰和电路短路。
•响应时间:用于描述光电耦合器对输入光信号变化的响应速度。
响应时间越短,光电耦合器的快速开关能力越强,适用于高速信号传输和快速开关电路。
•工作温度范围:指光电耦合器能够正常工作的温度范围。
工作温度范围越宽,光电耦合器的适用场景越广。
3. 如何选择合适的光耦参数?•根据实际应用需求,选择合适的光功率、频率响应、隔离电压、响应时间和工作温度范围等参数。
•如果需要传输高频率信号,需要选择具有宽频率响应的光电耦合器。
•如果要求输入输出电路隔离效果好,需要选择隔离电压较高的光电耦合器。
•如果需要进行快速开关或传输高速信号,需要选择响应时间较短的光电耦合器。
4. 光耦参数的实际应用•光电耦合器广泛应用于工业控制、通信设备、医疗设备等领域。
•在工业控制领域,光电耦合器可以实现输入信号和输出信号的隔离,保护下位机免受高压开关电路的干扰。
•在通信设备中,光电耦合器用于光纤通信系统中的信号隔离和信号调理。
•在医疗设备中,光电耦合器可以实现生物信号的隔离和测量,用于医学监护和诊断设备。
5. 总结•光耦参数是评估光电耦合器性能的关键指标。
•不同的光耦参数适用于不同的应用场景和需求。
•合理选择光耦参数能够提高系统的性能和稳定性。
以上是关于光耦参数的详细解释,希望对读者有所帮助。
当选择光耦参数时,需要根据实际应用需求来进行合理的选择,以确保系统性能和稳定性的提高。
光耦选型常用参数光耦全称是光耦合器,英文名字是:optical coupler,英文缩写为OC,亦称光电隔离器,简称光耦。
光耦的技术参数主要有发光二极管正向压降VF、正向电流IF、电流传输比CTR、输入级与输出级之间的绝缘电阻、集电极-发射极反向击穿电压V(BR)CEO、集电极-发射极饱和压降VCE(sat)。
此外,在传输数字信号时还需考虑上升时间、下降时间、延迟时间和存储时间等参数。
CTR:发光管的电流和光敏三极管的电流比的最小值隔离电压:发光管和光敏三极管的隔离电压的最小值集电极-发射极电压:集电极-发射极之间的耐压值的最小值光耦什么时候导通?什么时候截至?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。
采用一只光敏三极管的光耦合器,CTR的范围大多为20%~300%(如4N35),而PC817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。
线性光耦合器与普通光耦合器典型的CTR-IF特性曲线普通光耦合器的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。
使用光电耦合器主要是为了提供输入电路和输出电路间的隔离,在设计电路时,必须遵循下列原则:所选用的光电耦合器件必须符合国内和国际的有关隔离击穿电压的标准;由英国埃索柯姆(Isocom)公司、美国摩托罗拉公司生产的4N××系列(如4N25 、4N26、4N35)光耦合器,目前在国内应用地十分普遍。
光耦全参数解释及设计注意事项光耦合器(Optocoupler)是将光电二极管和晶体管紧密结合并密封在一个封装中的一种电子元器件。
它通过光耦技术将输入信号和输出端电路进行电隔离,实现信号隔离和传输,避免了信号传输过程中的干扰,同时还能具备电隔离的安全性能。
光耦合器的参数解释:1.输入光功率(PCE):光耦合器输出端的光功率,以瓦特(W)为单位。
这个参数决定了光耦合器的灵敏度和信号传输质量,光功率越高,信号传输衰减越小。
2. 输出光通量(PCTR):光耦合器输入端产生的光通量,以流明(lm)为单位。
这个参数衡量了光电二极管的发光能力,对于需要传输长距离、低功耗的应用来说,输出光通量应该尽量大。
3.峰值波长(λp):光电二极管和光敏三极管的最佳光收集范围。
光电二极管的输入光源应该尽量接近该波长才能获得最佳的输出效果。
4.隔离电压(VISO):输入端和输出端之间的电压隔离能力,以伏特(V)为单位。
隔离电压越高,信号传输过程中受到的电压干扰越小,电源与负载之间的互连更加安全可靠。
5.工作温度范围(TC):光耦合器能够正常工作的温度范围。
在选择光耦合器时,应根据实际应用环境的温度要求来选择合适的工作温度范围,以确保稳定可靠的工作性能。
设计注意事项:1.光源选择:应根据光耦合器的峰值波长要求,选择适合的发光二极管(LED)作为输入光源。
要注意光源的发光强度和工作电流,以确保输出光功率符合要求。
2.光耦合器与负载之间的电路设计:在光耦合器的输出端与负载之间,应根据负载的特性设计合适的功率放大电路或电阻衰减电路,来改变信号的驱动能力和阻抗匹配。
这样可以提高信号传输的质量和稳定性。
3.信号传输线路的设计:应注意尽量缩短信号传输路径,减少线路中的串扰、电磁干扰和功率损耗。
使用合适的屏蔽线缆可以有效地抑制干扰。
4.光耦合器的引脚连接:在布线时,应确保输入端和输出端的引脚连接正确,且不会出现引脚交叉连接或短路的情况。
这样可以避免不正确的信号传输和元器件损坏。
光耦技术参数光耦技术是一种常见的电气隔离技术,通过光学传感器和光电二极管的组合来实现电气隔离和信号传输。
在不同的应用领域中,光耦的技术参数会有所不同。
本文将从光耦的四个主要参数入手,分别是耦合系数、切断频率、响应时间和绝缘电阻。
一、耦合系数耦合系数是光耦的一个重要参数,用来描述输入端和输出端之间的光能转换效率。
耦合系数越大,表示输入端的光能更好地转换为输出端的电能,具有更高的灵敏度。
常见的耦合系数有10%、20%、30%等,一般可根据具体需求选择。
二、切断频率切断频率是指光耦在高频信号传输中能够正常工作的频率范围。
光耦的切断频率越高,表示其响应速度越快,能够传输更高频率的信号。
切断频率一般以MHz为单位,常见的数值有10MHz、20MHz等。
在选择光耦时,需要根据实际应用中信号的频率范围来确定切断频率。
三、响应时间响应时间是光耦从输入端接收到光信号后,输出端反应的时间。
响应时间越短,表示光耦的响应速度越快,适用于高速信号传输。
常见的响应时间有几十纳秒、几百纳秒等。
需要注意的是,响应时间与切断频率有一定关系,一般来说,响应时间越短,切断频率越高。
四、绝缘电阻绝缘电阻是光耦的一个重要指标,用来衡量光耦的电气隔离性能。
绝缘电阻越大,表示输入端和输出端之间的电气隔离效果越好,能够有效阻止信号干扰和电气噪声。
常见的绝缘电阻有几百兆欧姆、几千兆欧姆等。
在一些对电气隔离性能要求较高的应用中,需要选择具有较高绝缘电阻的光耦。
除了以上四个主要参数,还有一些次要参数也需要考虑,例如工作温度范围、耐压能力、功耗等。
这些参数的选择需要根据具体的应用需求来确定,以确保光耦能够在相应的环境中稳定可靠地工作。
总结一下,光耦技术参数包括耦合系数、切断频率、响应时间和绝缘电阻,这些参数决定了光耦的性能和适用范围。
在选择光耦时,需要根据实际应用需求来确定各个参数的取值,以确保光耦在特定的环境中能够正常工作。
同时,还需要注意光耦的次要参数,以满足特定应用的要求。
一:光耦参数解释1、正向工作电压f V 〔forward voltage 〕:f V 是指在给定的工作电流下,LED 本身的压降。
常见的小功率LED 通常以f I =10mA 来测试正向工作电压,当然不同的LED ,测试条件和测试结果也会不一样。
2、正向电流f I :在被测管两端加一定的正向电压时二极管中流过的电流。
3、反向工作电压r V 〔reverse voltage 〕:是指原边发光二极管所能承受的最大反向电压,超过此反向电压,可能会损坏LED 。
而一般光耦中,这个参数只有5V 左右,在存在反压或振荡的条件下使用时,要特别注意不要超过反向电压。
如,在使用交流脉冲驱动LED 时,需要增加保护电路。
4、反向电流r I :在被测管两端加规定反向工作电压r V 时,二极管中流过的电流。
5、反向击穿电压br V ::被测管通过的反向电流r I 为规定值时,在两极间所产生的电压降。
6、结电容j C :在规定偏压下,被测管两端的电容值。
7、电流传输比CTR(current transfer ratio ):指在直流工作条件下,光耦的输出电流与输入电流之间的比值。
光耦的CTR 类似于三极管的电流放大倍数,是光耦的一个极为重要的参数,它取决于光耦的输入电流和输出电流值与电耦的电源电压值,这几个参数共同决定了光耦工作在放大状态还是开关状态,其计算方法与三极管工作状态计算方法类似。
假如输入电流、输出电流、电流传输比设计搭配不合理,可能导致电路不能工作在预想的工作状态。
8、集电极电流c I 〔collector current 〕:如上图,光敏三极管集电极所流过的电流,通常表示其最大值。
9、输出饱和压降VCE(sat):发光二极管工作电流IF 和集电极电流IC 为规定值时,并保持IC/IF ≤CTRmin 时〔CTRmin 在被测管技术条件中规定〕集电极与发射极之间的电压降。
10、反向击穿电压ceo )(BR V :发光二极管开路,集电极电流c I 为规定值,集电极与发射集间的电压降。
光耦选型经典指南1.0.目的:针对光偶选型,替代,采购,检测及实际使用过程中出现的光偶特性变化引起的产品失效问题,提供指导。
2.0.适用范围:本指导书适用于瑞谷光偶的设计,选型,替代等。
3.0.说明:目前发现,因光偶的选型,光偶替代,光偶工作电流,工作温度设计不当等原因导致产品出现问题,如何减少选型,设计,替代导致的产品问题,这里将制订出相关指导性规范。
4.0.内部结构图及CTR 的计算方法:, 规格定义CTR:Ice/I*100% (检测条件:I=5 ma Vce=5V, 2701,2801系列) F F5.0.光偶主要特性分析,设计选型替代要求:5.1外观尺寸:设计,选型,替代注意:, 封装正确,本体MARK字迹要清晰,品牌正确,与技术规格书一致;, 替代时,如都为标准件封装,基本上装配没有问题,但需注意厚度是否与原料相同,是否满足整机的工艺要求。
5.2不同输入控制电流I,CTR 值不同; F光偶选型指导, 由图表显示,IF在5-15ma时CTR值最大;在小于5mA时(目前我们产品设计大多如此),CTR值一般小于正常额定规格值;, 附加 Cosmo KPS2801-B 实测数据:J16(2009年第16周生产)的光耦在室温下的CTR#1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 I ()FVCE=5V1mA 88.3% 90.48% 90.57% 86.56% 87.1% 85.12% 87..39% 2mA 133% 130% 130% 125% 135% 122% 126%3mA 150% 154% 154% 147% 151% 139% 150%5mA 177% 187% 183% 177% 178% 170% 177%J25(2009年第25周生产)的光耦在室温下的CTR#1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 I ()FVCE=5V1mA 69.24% 78.61% 66.68% 66.41% 65.7% 75.5% 79.0%2mA 97% 105% 110% 104% 101% 122% 126%3mA 121% 121% 131% 132% 129% 151% 151%5mA 166% 147% 174% 174% 173% 210% 196%, 评注:IF不同,CTR不同,且差异非常大;不同DATECODE的也有差异,但在IF=5ma时,CTR值都在规格(130-260)范围内;, 设计,选型,替代注意:设计时工作电流应接近来料的检测电流值(目前大多IF=5ma),否则应用的CTR值无法保证,产品动态性能将很差;5.3不同环境温度,CTR 值不同;2光偶选型指导, 由图表显示,CTR 值与光偶的工作环境有关,温度太高或太低都小于常温附近的检测值;, 附加 Cosmo KPS2801-B 实测数据(单体):光耦随温度变化的CTR(%)#1 #2 #3 #4-40? 149 147 137 13025? 170 172 176 16785? 140 143 149 141注:测试条件:V=5V,I为5mA CEF, 评注:温度不同,CTR不同,温度太高或太低都低于常温,且差异很大; , 设计,选型,替代注意:产品在高低温CTR的值是否满足产品反馈环路的增益,产品动态稳定吗,开关机,输出是否产生震荡掉沟等不良,5.4光偶有RL阻值大小及工作频带带宽要求;3光偶选型指导, 由图表可看出:光偶有频带要求,如上图为KPS-2801光偶,工作频率基本在500KHZ以内,且对于高频工作时,RL(输出分压电阻)要小;, 设计,选型,替代注意:产品工作频率,RL选取阻值务必在带宽内,且考虑IF电流大小,VCE工作压降;5.5不同环境温度,输入控制电流可能产生变化:, 由图表可看出:环境温度超过55-60度后,输入控制电流I的最大值将随着温度上F4光偶选型指导升而显著减小;, 设计,选型,替代注意:选取合适的IF电流,使输入控制电流的变动都能及时反馈到输出端,保证产品反馈环的稳定;5.6 环境温度及功耗特性曲线, 由图表可看出:光偶的输出部分(或集电极)功耗在低温时,在温度高时数值变小;, 设计,选型,替代注意:1,器件常温时可提供功耗值;2,高温过程变化曲线; 3,有必要计算产品在高温工作时光偶功耗值;4,替代时考虑常温功耗,高温状态替代料是否优于原料;5光偶选型指导5.7 Ic,If,Vce关系曲线:, 由图表可看出:Vce必须大于一定电压,Ic才能达到最大,CTR值才会大; , 设计,选型,替代注意:Vce在电路应用中,保证设计有一定的电压值,否则Ic将较小,CTR将较小,一般设计Vc应大于3V。
光耦选型经典指南一、文档说明:针对光偶选型,替代,采购,检测及实际使用过程中出现的光偶特性变化引起的产品失效问题,提供指导。
光耦属于易失效器件,选型和使用过程中要特别的小心。
目前发现,因光偶的选型,光偶替代,光偶工作电流,工作温度设计不当等原因导致产品出现问题,如何减少选型,设计,替代导致的产品问题,这里将制订出相关指导性规范。
二、原理介绍:光电偶合器件(简称光耦)是把发光器件(如发光二极体)和光敏器件(如光敏三极管)组装在一起,通过光线实现耦合构成电—光和光—电的转换器件。
光电耦合器分为很多种类,图1所示为常用的三极管型光电耦合器原理图。
当电信号送入光电耦合器的输入端时,发光二极体通过电流而发光,光敏元件受到光照后产生电流,CE导通;当输入端无信号,发光二极体不亮,光敏三极管截止,CE不通。
对于数位量,当输入为低电平“0”时,光敏三极管截止,输出为高电平“1”;当输入为高电平“1”时,光敏三极管饱和导通,输出为低电平“ 0”。
若基极有引出线则可满足温度补偿、检测调制要求。
这种光耦合器性能较好,价格便宜,因而应用广泛。
图一最常用的光电耦合器之内部结构图三极管接收型 4脚封装图二光电耦合器之内部结构图三极管接收型 6脚封装图三光电耦合器之内部结构图双发光二极管输入三极管接收型 4脚封装图四光电耦合器之内部结构图可控硅接收型 6脚封装图五光电耦合器之内部结构图双二极管接收型 6脚封装光电耦合器之所以在传输信号的同时能有效地抑制尖脉冲和各种杂讯干扰,使通道上的信号杂讯比大为提高,主要有以下几方面的原因:(1)光电耦合器的输入阻抗很小,只有几百欧姆,而干扰源的阻抗较大,通常为105~106Ω。
据分压原理可知,即使干扰电压的幅度较大,但馈送到光电耦合器输入端的杂讯电压会很小,只能形成很微弱的电流,由于没有足够的能量而不能使二极体发光,从而被抑制掉了。
(2)光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联系,也没有共地;之间的分布电容极小,而绝缘电阻又很大,因此回路一边的各种干扰杂讯都很难通过光电耦合器馈送到另一边去,避免了共阻抗耦合的干扰信号的产生。
光耦主要参数和高速光耦如何选型光耦是一种将电气信号转换为光信号或将光信号转换为电气信号的器件。
它由光电二极管和光敏三极管(或光控双极晶体管)组成,具有隔离电解、放大、调制和调制功能。
在实际应用中,选择适合的光耦是至关重要的,以下将讨论光耦的主要参数以及如何选型高速光耦。
光耦的主要参数如下:1.光耦电流传输比(CTR):CTR是光耦输出电流与输入电流的比值,通常以百分比表示。
CTR越高,输入光功率相同,输出电流就越大。
选取适当的CTR可以确保信号传输的准确性和稳定性。
2.光耦响应时间:光耦响应时间是光信号从输入端到输出端需要的时间。
高速信号传输需要快速的响应时间,因此在选择高速光耦时要确保响应时间能满足实际应用需求。
3.隔离电压:隔离电压是光耦能够承受的最大电压。
对于需要高电压隔离的应用,需要选择具有足够高隔离电压的光耦。
4.工作温度范围:光耦的工作温度范围取决于其元件材料和封装方式。
在选择光耦时,要确保其工作温度范围能够适应实际应用环境。
5.耐压能力:耐压能力指的是光耦能够承受的最大电压。
在选择光耦时要根据所需的电压范围来确定光耦的耐压能力。
6.封装类型:光耦的封装类型也是选择的一个重要因素。
常见的封装类型包括DIP(双列直插封装)、SMD(表面贴装封装)和COB(芯片封装)等。
选择适合的封装类型可以简化产品的安装和布局。
对于高速光耦的选型,除了上述主要参数外,还需要考虑以下几个因素:1.带宽:高速光耦的带宽是指其能够传输的最高频率。
通常以MHz或GHz为单位。
在选择高速光耦时,要根据实际应用需求确定所需的带宽范围。
2.上升时间:上升时间是指光信号从0%到90%上升的时间。
它是评估光耦响应速度的重要指标。
较低的上升时间可以实现更快的信号传输。
3.构造和材料:高速光耦通常采用功率放大器来提高高速信号的响应速度。
不同的构造和材料可以对高速光耦的性能产生影响。
因此,在选型时要仔细考虑构造和材料的选择。
光耦参数解释及设计注意事项.docx⼀:光耦参数解释1、正向⼯作电压V f( forward voltage): V f是指在给定的⼯作电流下,LED本⾝的压降。
常见的⼩功率LED通常以I f=10mA来测试正向⼯作电压,当然不同的LED ,测试条件和测试结果也会不⼀样。
2、正向电流I f:在被测管两端加⼀定的正向电压时⼆极管中流过的电流。
3、反向⼯作电压V r(reverse voltage):是指原边发光⼆极管所能承受的最⼤反向电压,超过此反向电压,可能会损坏LED 。
⽽⼀般光耦中,这个参数只有5V 左右,在存在反压或振荡的条件下使⽤时,要特别注意不要超过反向电压。
如,在使⽤交流脉冲驱动LED 时,需要增加保护电路。
4、反向电流I r:在被测管两端加规定反向⼯作电压V r时,⼆极管中流过的电流。
5、反向击穿电压V br::被测管通过的反向电流I r为规定值时,在两极间所产⽣的电压降。
6、结电容C j:在规定偏压下,被测管两端的电容值。
7、电流传输⽐CTR(current transfer ratio ) :指在直流⼯作条件下,光耦的输出电流与输⼊电流之间的⽐值。
光耦的 CTR 类似于三极管的电流放⼤倍数,是光耦的⼀个极为重要的参数,它取决于光耦的输⼊电流和输出电流值及电耦的电源电压值,这⼏个参数共同决定了光耦⼯作在放⼤状态还是开关状态,其计算⽅法与三极管⼯作状态计算⽅法类似。
若输⼊电流、输出电流、电流传输⽐设计搭配不合理,可能导致电路不能⼯作在预想的⼯作状态。
8、集电极电流I c(collector current):如上图,光敏三极管集电极所流过的电流,通常表⽰其最⼤值。
9、输出饱和压降VCE(sat) :发光⼆极管⼯作电流IF 和集电极电流IC 为规定值时,并保持IC/IF ≤ CTRmin时( CTRmin 在被测管技术条件中规定)集电极与发射极之间的电压降。
10、反向击穿电压V ( BR ):发光⼆极管开路,集电极电流I c为规定值,集电极与发射ceo集间的电压降。
一:光耦参数解释1、正向工作电压f V (forward voltage ):f V 是指在给定的工作电流下,LED 本身的压降。
常见的小功率LED 通常以f I =10mA 来测试正向工作电压,当然不同的LED ,测试条件和测试结果也会不一样。
2、正向电流f I :在被测管两端加一定的正向电压时二极管中流过的电流。
3、反向工作电压r V (reverse voltage ):是指原边发光二极管所能承受的最大反向电压,超过此反向电压,可能会损坏LED 。
而一般光耦中,这个参数只有5V 左右,在存在反压或振荡的条件下使用时,要特别注意不要超过反向电压。
如,在使用交流脉冲驱动LED 时,需要增加保护电路。
4、反向电流r I :在被测管两端加规定反向工作电压r V 时,二极管中流过的电流。
5、反向击穿电压br V ::被测管通过的反向电流r I 为规定值时,在两极间所产生的电压降。
6、结电容j C :在规定偏压下,被测管两端的电容值。
7、电流传输比CTR(current transfer ratio ):指在直流工作条件下,光耦的输出电流与输入电流之间的比值。
光耦的CTR 类似于三极管的电流放大倍数,是光耦的一个极为重要的参数,它取决于光耦的输入电流和输出电流值及电耦的电源电压值,这几个参数共同决定了光耦工作在放大状态还是开关状态,其计算方法与三极管工作状态计算方法类似。
若输入电流、输出电流、电流传输比设计搭配不合理,可能导致电路不能工作在预想的工作状态。
8、集电极电流c I (collector current ):如上图,光敏三极管集电极所流过的电流,通常表示其最大值。
9、输出饱和压降VCE(sat):发光二极管工作电流IF 和集电极电流IC 为规定值时,并保持IC/IF≤CTRmin 时(CTRmin 在被测管技术条件中规定)集电极与发射极之间的电压降。
10、反向击穿电压ceo )(BR V :发光二极管开路,集电极电流c I 为规定值,集电极与发射集间的电压降。
光耦选型手册光耦简介:光耦合器(opticalcoupler ,英文缩写为 0C亦称光电隔离器或光电耦合器,简称光耦。
它是以光为媒介来传输电信号的器件,通常把发光器(红外线发光二极管LED与受光器(光敏半导体管)封装在同一管壳内。
当输入端加电信号时发光器发出光线,受光器接受光线之后就产生光电流,从输出端流出,从而实现了“电一光一电”转换。
光耦合器一般由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。
输入的电信号驱动发光二极管(LED,使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。
这就完成了电一光一电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。
光耦的分类:(1)光电耦合器分为两种:一种为非线性光耦,另一种为线性光耦。
非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的,这类光耦适合于开关信号的传输,不适合于传输模拟量。
常用的4N系列光耦属于非线性光耦。
线性光耦的电流传输特性曲线接近直线,并且小信号时性能较好,能以线性特性进行隔离控制。
常用的线性光耦是PC817A—C系列。
(2)常用的分类还有:按速度分,可分为低速光电耦合器(光敏三极管、光电池等输出型)和高速光电耦合器(光敏二极管带信号处理电路或者光敏集成电路输出型)。
按通道分,可分为单通道,双通道和多通道光电耦合器。
按隔离特性分,可分为普通隔离光电耦合器(一般光学胶灌封低于5000V,空封低于2000V)和高压隔离光电耦合器(可分为10kV, 20kV, 30kV等)。
按输出形式分,可分为:a、光敏器件输出型,其中包括光敏二极管输出型,光敏三极管输出型,光电池输出型,光可控硅输出型等。
b、NPN^极管输出型,其中包括交流输入型,直流输入型,互补输出型等。
c、达林顿三极管输出型,其中包括交流输入型,直流输入型。
d、逻辑门电路输出型,其中包括门电路输出型,施密特触发输出型,三态门电路输出型等。
e、低导通输出型(输出低电平毫伏数量级)。
f 、光开关输出型(导通电阻小于10Qg、功率输出型(IGBT/MOSFET等输出)。
光耦的结构特点:(1)光电耦合器的输入阻抗很小,只有几百欧姆,而干扰源的阻抗较大,通常为105106Q 。
据分压原理可知,即使干扰电压的幅度较大,但馈送到光电耦合器输入端的杂讯电 压会很小,只能形成很微弱的电流,由于没有足够的能量而不能使二极体发光, 从而被抑制掉了。
(2) 光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联系,也没有共地;之间的分布电 容极小,而绝缘电阻又很大,因此回路一边的各种干扰杂讯都很难通过光电耦合器馈送到另 一边去,避免了共阻抗耦合的干扰信号的产生。
(3) 光电耦合器可起到很好的安全保障作用,即使当外部设备出现故障,甚至输入信号 线短接时,也不会损坏仪表。
因为光耦合器件的输入回路和输出回路之间可以承受几千伏的 高压。
(4) 光电耦合器的回应速度极快,其回应延迟时间只有 10卩s 左右,适于对回应速度要 求很高的场合。
光耦的相关参数: 一、输入特性:光耦合器的输入特性实际也就是其内部发光二极管的特性。
常见的参数有: (1) .正向工作电压 Vf ( Forward Voltage )Vf 是指在给定的工作电流下, LED 本身的压降。
常见的小功率LED 通常以lf=20mA 来测试正 向工作电压,当然不同的LED,测试条件和测试结果也会不一样。
(2 )反向电压 Vr (Reverse Voltage )是指LED 所能承受的最大反向电压,超过此反向电压,可能会损坏 LED 在使用交流脉冲驱动LED 时,要特别注意不要超过反向电压。
(3) 反向电流 Ir (Reverse Current ) 通常指在最大反向电压情况下,流过LED 的反向电流。
(4) 允许功耗 Pd (Maximum Power Dissipation ) LED 所能承受的最大功耗值。
超过此功耗,可能会损坏 LEDb(5 )中心波长 入 p (Peak Wave Length )是指LED 所发出光的中心波长值。
波长直接决定光的颜色,对于双色或多色 LED,会有几个不同的中心波长值。
(6)正向工作电流 If ( Forward Current ) If 是指LED 正常发光时所流过的正向电流值。
不同的LED,其允许流过的最大电流也会不一样。
采用高效率的LED 和高增益的接收放大电路可以降低驱动电流的需求。
较小的 If 可以降低系统功耗,并降低LED 的衰减,提高系统长期可靠性。
如下图AVAGOt 耦系列所示,HCPL-4701 系列可做到40uA 的导通电流,大大降低系统功耗。
GN135熄系列 mA 6N137 条列 S mA HCPU4503 mA HCPL-261A HCPL4504 12 mA HCPU4506 為列 10 mA(7)正向脉冲工作电流 Ifp (Peak Forward Curre nt )Ifp 是指流过LED 的正向脉冲电流值。
为保证寿命,通常会采用脉冲形式来驱动 LED,通常LED 规格书中给中的Ifp 是以0.1ms 脉冲宽度,占空比为1/10的脉冲电流来计算的。
肅列 1.6mA0.5 mAHCPL-47Q1 象列 4G )iA二、输出特性:光耦合器的输出特性实际也就是其内部光敏三极管的特性,与普通的三极管类似。
常见的参数有:(1)集电极电流lc (Collector Current )光敏三极管集电极所流过的电流,通常表示其最大值。
(2)集电极-发射极电压Vceo( C-E Voltage)集电极-发射极所能承受的电压。
(3)发射极-集电极电压Veco( E-C Voltage)发射极-集电极所能承受的电压(4)反向截止电流Iceo发光二极管开路,集电极至发射极间的电压为规定值时,流过集电极的电流为反向截止电流。
(5)C-E 饱和电压Vce(sat) ( C-E Saturation Voltage )发光二极管工作电流IF和集电极电流IC为规定值时,并保持IC/IF < CTRmi门时(CTRmin 在被测管技术条件中规定)集电极与发射极之间的电压降。
三、传输特性:(1)电流传输比CTR( Curre nt Tran sfer Radio )输出管的工作电压为规定值时,输出电流和发光二极管正向电流之比为电流传输比CTR(2)上升时间Tr ( Rise Time ) & 下降时间Tf ( Fall Time )光耦合器在规定工作条件下,发光二极管输入规定电流IFP的脉冲波,输出端管则输出相应的脉冲波,从输出脉冲前沿幅度的10%到90%所需时间为脉冲上升时间tr。
从输出脉冲后沿幅度的90%到10%所需时间为脉冲下降时间tf。
(3)传输延迟时间tPHL,tPLH :从输入脉冲前沿幅度的50%到输出脉冲电平下降到 1.5V时所需时间为传输延迟时间tPHL。
从输入脉冲后沿幅度的50%到输出脉冲电平上升到 1.5V时所需时间为传输延迟时间tPLH。
四、隔离特性:(1 )入出间隔离电压Vio (Isolation Voltage )光耦合器输入端和输出端之间绝缘耐压值。
(2 )入出间隔离电容Cio (Isolation Capacitanee ):光耦合器件输入端和输出端之间的电容值(3 )入出间隔离电阻Rio : (Isolation Resista nee )半导体光耦合器输入端和输出端之间的绝缘电阻值。
(4)共模抑制比CMTRCMTR 盼亦毎徴秤尤隅能存祚的呆人扶投电” \升戒冋曙率,这个需敕在I 业陶 用叩奇关重妄,比如电机们劫和制幼的过秤叩都余带来极大的捉模嗓声.Avago 比耦便用阴琐关犍授术'去耦屏厳膜和辿特的封裝设计,具有业舛铀九旳 CMR 性能-光耦合器的技术参数主要有发光二极管正向压降 VF 、正向电流IF 、电流传输比 CTR输入级与输出级之间的绝缘电阻、集电极-发射极反向击穿电压 V (BR )CEO 集电极-发射极饱和压降VCE (sat )。
此外,在传输数字信号时还需考虑上升时间、下降时间、延迟时间和 存储时间等参数。
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。
使用光电耦合器主要是为了提供输入电路和输出电路间的隔离,在设计电路时,必须遵循下列原则:所选用的光电耦合器件必须符合国内和国际的有关隔离击穿电压的标准;由英国埃索柯姆(Isocom )公司、美国 FAIRCHILD 生产的4NX X 系列(如 4N25、4N26、4N35) 光耦合器,在国内应用地十分普遍。
可以用于单片机的输出隔离;所选用的光耦器件必须具 有较高的耦合系数。
光耦工作原理详解以一个简单的图(图.1 )说明光耦的工作:原边输入信号 Vin ,施加到原边的发光二极管和Ri 上产生光耦的输入电流 If , If 驱动发光二极管,使得副边的光敏三极管导通,回路VCC RL 产生lc,lc 经过RL 产生Vout ,达到传递信号的目的。
原边副边直接的驱动关联是 CTR (电流传输比),要满足Ic < If*CTR 。
VlHoO VccrkJc-O VoiJT图.1CMI =輸出低屮一刊寸鎂棋种制比(V/us ) 电用窗变=瞬变脉冲帕值=|叫諒1irjinhh-iiDLf光耦一般会有两个用途:线性光耦和逻辑光耦,工作在开关状态的光耦副边三极管饱和导通, 管压降<0.4V , Vout 约等于 Vcc (Vcc-0.4V 左右),Vout 大小只受 Vcc 大小影响。
此时 lc<lf*CTR ,此工作状态用于传递逻辑开关信号。
工作在线性状态的光耦,lc=lf*CTR ,副边三极管压降的大小等于 Vcc-Ic*RL Vout= Ic*RL =(Vin-1.6V)/Ri* CTR*RL ,Vout 大小直接与 Vin 成比例,一般用于反馈环路里面 (1.6V 是粗略估计,实际要按器件资料,后续1.6V 同)。
兀叔涉曰 IJL 杆二悔■■曰前级电流 Iflb Q 他n-0 6)^1)电流限制条杵Xc < CTR*If理眸:甘确左,光擢副边电流匾道大小 确定'实际的I ■:不能大于该通道理解:n>确這,三櫃管副边电流通道大 小确定,实师的比不能丈于该通道 饱和/■开关状态当乩相俏大时「CTP+If 光網导通时,Vout0 V当肚阳値大时,Vcc 傀〈&衣It 三极菅导通时1 Vout0 V放大/线性状态営 RJ 且値■TAL Vcc/R. > CIR+If 恥九光需副边会提高光fi 三援菅的辱 逋压降〉限制实阪的“在电流通道内 (Ic = CTR+If)*光播导通时,Vout 输 屮.*卜上i Vi in 鋒屮出年仝卜当乩阻值屮时」Vcc/L > f * lb 此时,三极管会提高菅压降,限制宓际 的Ic 在电流通道內(氐=^ * [bh 三 极菅导通时,Vout 输出犬小与Vin 有线光耦CTR 详解概要:对于工作在开关状态的光耦要保证光耦导通时 CTR 有一定余量;CTR 受多个因素影响。