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光耦选型常常使用参数光耦的型号参数

发布时间:2019-05-10 16:36:19

1 : 光耦的型号参数

光耦 -型号参数光耦Part Number

IFT(mA)max

VTM(V)max

DM(V)min

dv/dt(V/us)min

IDRM 1(nA)max

VISOACRMS

MOC3031

15

3

250

1000

100

5.3kV

MOC3032

10

3

250

1000

100

5.3kV

MOC3033

5

3

250

1000

100

5.3kV

MOC3041

15

3

400

1000

100

5.3kV

MOC3042

10

3

400

1000

100

5.3kV

MOC3043

5

3

400

1000

100

5.3kV

MOC3061

15

3

600

600

500

5.3kV

MOC3062

10

3

600

600

500

5.3kV

MOC3063

5

3

600

600

500

5.3kV

MOC3081

15

3

800

600

500

5.3kV

MOC3082

10

3

800

600

500

5.3kV

MOC3083

5

3

800

600

500

5.3kV

MOC3162

10

3

600

1000

100

5.3kV

MOC3163

5

3

600

1000

100

5.3kV

2 : 光耦选型经常使用参数

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2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)。另外,在传输数字信号时还需斟酌上升时间、降落时间、延迟时间和存储时间等参数。

CTR:发光管的电流和光敏3极管的电流比的小值

隔离电压:发光管和光敏3极管的隔离电压的小值

集电极-发射极电压:集电极-发射极之间的耐压值的小值光耦甚么时候导通?什么时候截至?

电流传输比是光耦合器的重要参数,通经常使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。采取1只光敏3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%。这表明欲获得一样的输出电流,后者只需较小的输入电流。因此,CTR参数与晶体管的hFE有某种类似的地方。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特别严重,因此它不合适传输摹拟信号。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,其交换电流传输比(CTR=IC/IF)很接近于直流电流传输比CTR值。因此,它合适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,必须遵照以下原则: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,目前在国内利用地10分普遍。鉴于此类光耦合器显现开关特性,其线性度差,合适传输数字信号(高、低电平),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。

在开关电源的隔离中,和设计光耦反馈式开关电源时必须正确选择线性光耦合器的型号及参数, 除必须遵照普通光耦的选取原则外,还必须遵守以下原则:

1、光耦合器的电流传输比(CTR)的允许范围是50%~200%。这是由于当CTR<50%时,光耦中的LED就需要较大的工作电流(IF>5.0mA),才能正常控制单片开关电源IC的占空比,这会增大光耦的功耗。若CTR>200%,在启动电路或当负载产生突变时,有可能将单片开关电源误触发,影响正常输出。

2、若用放大器电路去驱动光电耦合器,必须精心设计,保证它能够补偿耦合器的温度不稳定性和漂移。

3、推荐采取线性光耦合器,其特点是CTR值能够在1定范围内做线性调解。

上述使用的光电耦合器时工作性方式下,在光电耦合器的输入端加控制电压,在输出端会成比例地产生1个用于进1步控制下1级电路的电压,是单片机进行闭环调理控制,对电源输出起到稳压的作用。

为了完全阻断干扰信号进入系统,不但信号通路要隔离,而且输入或输出电路与系统的电源也要隔离,即这些电路分别使用相互独立的隔离电源。对共模干扰,采取隔离技术,即利用变压器或线性光电耦合器,将输入地与输出地断开,使干扰没有回路而被抑制。在开关电源中,光电耦合器是1个是非重要的外围器件,设计者可以充分的利用它的输入输出隔离作用对单片机进行抗干扰设计,并对变换器进行闭环稳压调理。

还有1种光耦是可控硅型光耦。

例如:moc3063、IL420;

它们的主要指标是负载能力;

例如:moc3063的负载能力是100mA;IL420是300mA;3 : 光耦的1些常常使用参数和使用技能56

光耦经常使用参数正向电流IF:在被测管两端加1定的正向电压时2极管中流过的电流。 反向电流IR:在被测管两端加规定反向工作电压VR时,2极管中流过的电流。

反向击穿电压VBR::被测管通过的反向电流IR为规定值时,在两极间所产生的电压降。

结电容CJ:在规定偏压下,被测管两真个电容值。

反向击穿电压V(BR)CEO:发光2极管开路,集电极电流IC为规定值,集电极与发射集间的电压降。

输出饱和压降VCE(sat):发光2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。 反向截止电流ICEO:发光2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。

电流传输比CTR:输出管的工作电压为规定值时,输出电流和发光2极管正向电流之比为电流传输比CTR。

脉冲上升时间tr、降落时间tf:光耦合器在规定工作条件下,发光2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%,所需时间为脉冲降落时间tf。 传输延迟时间tPHL、tPLH:光耦合器在规定工作条件下,发光2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,从输入脉冲前沿幅度的50%到输出脉冲电平降落到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。

入出间隔离电容CIO:光耦合器件输入端和输出端之间的电容值。

入出间隔离电阻RIO:半导体光耦合器输入端和输出端之间的绝缘电阻值。

入出间隔离电压VIO:光耦合器输入端和输出端之间绝缘耐压值。

----------------------------------------------------------------------------------------

常常使用的器件。光电耦合器分为两种:1种为非线性光耦,另外一种为线性光耦。

经常使用的4N系列光耦属于非线性光耦

经常使用的线性光耦是PC817A—C系列。

非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的,这类光耦合适于弄开关信号的传输,不合适于传输摹拟量。

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。

开关电源中经常使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10到数百赫的低频振荡顺次为号调制。由此产生的后果是对彩电,彩显,VCD,DCD等等,将在图象画面上产生干扰。同时电源带负载能力降落。

在彩电,显示器等开关电源维修中如果光耦破坏,1定要用线性光耦代换。

常常使用的4脚线性光耦有PC817A----C。PC111 TLP521等常常使用的6脚线性光耦有:TLP632 TLP532 PC614 PC714 PS2031等。

常常使用的4N25 4N26 4N35 4N36是不合适用于开关电源中的,由于这4种光耦均属于非线

性光耦。

以下是目前市场上常见的高速光藕型号:

100K bit/S:

6N138、6N139、PS8703

1M bit/S:

6N135、6N136、CNW135、CNW136、PS8601、PS8602、PS8701、PS9613、

PS9713、CNW4502、HCPL⑵503、HCPL⑷502、HCPL⑵530(双路)、HCPL⑵531(双路)

10M bit/S:

6N137、PS9614、PS9714、PS9611、PS9715、HCPL⑵601、HCPL⑵611、HCPL⑵630(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。

可控硅型光耦

还有1种光耦是可控硅型光耦。

例如:moc3063、IL420;

它们的主要指标是负载能力;

例如:moc3063的负载能力是100mA;IL420是300mA;

光耦使用技能(转)

光电耦合器(简称光耦),是1种把发光元件和光敏元件封装在同1壳体内,中间通过电→光→电的转换来传输电信号的半导体光电子器件。光电耦合器可根据不同要求,由不同种类的发光元件和光敏元件组合成许多系列的光电耦合器。目前利用广的是发光2极管和光敏3极管组合成的光电耦合器,其内部结构如图1a所示。

光耦以光信号为媒介来实现电信号的耦合与传递,输入与输出在电气上完全隔离,具有抗干扰性能强的特点。对既包括弱电控制部份,又包括强电控制部分的工业利用测控系统,采取光耦隔离可以很好地实现弱电和强电的隔离,到达抗干扰目的。但是,使用光耦隔离需要斟酌以下几个问题:

① 光耦直接用于隔离传输模拟量时,要推敲光耦的非线性问题;

② 光耦隔离传输数字量时,要斟酌光耦的响应速度问题;

③ 如果输出有功率要求的话,还得推敲光耦的功率接口设计问题。

1 光电耦合器非线性的克服

光电耦合器的输入端是发光2极管,因此,它的输入特性可用发光2极管的伏安特性来表示,如图1b所示;输出端是光敏3极管,因此光敏3极管的伏安特性就是它的输出特性,如图1c所示。由图可见,光电耦合器存在着非线性工作区域,直接用来传输摹拟量时精度较差。

图1 光电耦合器结构及输入、输出特性

解决方法之1,利用2个具有相同非线性传输特性的光电耦合器,T1和T2,和2个射极跟随器A1和A2组成,如图2所示。如果T1和T2是同型号同批次的光电耦合器,可以认为他们的非线性传输特性是完全1致的,即K1(I1)=K2(I1),则放大器的电压增益

G=Uo/U1=I3R3/I2R2=(R3/R2)[K1(I1)/K2(I1)]=R3/R2。因而可知,利用T1和T2电流传输特性的对称性,利用反馈原理,可以很好的补偿他们原来的非线性。

图2 光电耦合线性电路

另外一种摹拟量传输的解决方法,就是采取VFC(电压频率转换)方式,如图3所示。现场变送器输出摹拟量信号(假定电压信号),电压频率转换器将变送器送来的电压信号转换成脉冲序列,通过光耦隔离后送出。在主机侧,通过1个频率电压转换电路将脉冲序列还原成摹拟信号。此时,相当于光耦隔离的是数字量,可以消除光耦非线性的影响。这是1种有效、简单易行的摹拟量传输方式。

图3 VFC方式传送信号

固然,也能够选择线性光耦进行设计,如精密线性光耦TIL300,高速线性光耦6N135/6N136。线性光耦1般价格比普通光耦高,但是使用方便,设计简单;随着器件价格的降落,使用线性光耦将是趋势。

2 提高光电耦合器的传输速度

当采取光耦隔离数字信号进行控制系统设计时,光电耦合器的传输特性,即传输速度,常常成为系统数据传输速率的决定因素。在许多总线式结构的工业测控系统中,为了避免各模块之间的相互干扰,同时不下降通讯波特率,我们不能不采取高速光耦来实现模块之间的相互隔离。经常使用的高速光耦有6N135/6N136,6N137/6N138。但是,高速光耦价格比较高,致使设计本钱提高。这里介绍两种方法来提高普通光耦的开关速度。

由于光耦本身存在的散布电容,对传输速度造成影响,光敏3极管内部存在着散布电容Cbe和Cce,如图4所示。由于光耦的电流传输比较低,其集电极负载电阻不能太小,否则输出电压的摆幅就遭到了限制。但是,负载电阻又不宜过大,负载电阻RL越大,由于散布电容的存在,光电耦合器的频率特性就越差,传输延时也越长。

图4 光敏3极管内部份布电容

用2只光电耦合器T1,T2接成互补推挽式电路,可以提高光耦的开关速度,如图5所示。当脉冲上升为“1”电平时,T1截止,T2导通。相反,当脉冲为“0”电平时,T1导通,T2截止。这类互补推挽式电路的频率特性大大优于单个光电耦合器的频率特性。

图5 2只光电耦合器构成的推挽式电路

另外,在光敏3极管的光敏基极上增加正反馈电路,这样可以大大提高光电耦合器的开关速度。如图6所示电路,通过增加1个晶体管,4个电阻和1个电容,实验证明,这个电路可以将光耦的数据传输速率提高10倍左右。

图6 通过增加光敏基极正反馈来提高光耦的开关速度

3 光耦的功率接口设计

微机测控系统中,常常要用到功率接口电路,以便于驱动各种类型的负载,如直流伺服机电、步进机电、各种电磁阀等。这类接口电路1般具有带负载能力强、输出电流大、工作电压高的特点。工程实践表明,提高功率接口的抗干扰能力,是保证工业自动化装置正常运行的关键。

就抗干扰设计而言,很多场合下,我们既能采取光电耦合器隔离驱动,也能采取继电器隔离驱动。1般情况下,对那些响应速度要求不很高的启停操作,我们采取继电器隔离来设计功率接口;对响应时间要求很快的控制系统,我们采取光电耦合器进行功率接口电路设计。这是由于继电器的响应延迟时间需几10ms,而光电耦合器的延迟时间通常都在10us之内,同时采取新型、集成度高、使用方便的光电耦合器进行功率驱动接口电路设计,可以到达简化电路设计,下降散热的目的。

图7是采取光电耦合器隔离驱动直流负载的典型电路。由于普通光电耦合器的电流传输比CRT非常小,所以1般要用3极管对输出电流进行放大,也能够直接采取达林顿型光电耦合器(见图8)来代替普通光耦T1。例如东芝公司的4N30。对输出功率要求更高的场合,可以选用达林顿晶体管来替换普通3极管,例如ULN2800高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,它的输出电流和输出电压分别到达500mA和50V。

光耦的1些常常使用参数和使用技能56_光耦参数

图7 光电隔离,加3极管放大驱动

图8 达林顿型光电耦合器

对交换负载,可以采取光电可控硅驱动器进行隔离驱动设计,例如

TLP541G,4N39。光电可控硅驱动器,特点是耐压高,驱动电流不大,当交换负载电流较小时,可以直接用它来驱动,如图9所示。当负载电流较大时,可之外接功率双向可控硅,如图10所示。其中,R1为限流电阻,用于限制光电可控硅的电流;R2为耦合电阻,其上的分压用于触发功率双向可控硅。

图9 小功率交换负载

图10 大功率交换负载

当需要对输出功率进行控制时,可以采取光电双向可控硅驱动器,例如

MOC3010。图11为交换可控驱动电路,来自微机的控制信号 经过光电双向可控硅驱动器T1隔离,控制双向可控硅T2的导通,实现交换负载的功率控制。

图11 交换可控电路

图12为交换电源输出直流可控电路。来自微机的控制信号 经过光电双向可控硅驱动器隔离,控制可控硅桥式整流电路导通,实现交换1直流的功率控制。此电路已利用在我们实验室研制的新型机电控制装备中,效果良好。

图12 交-直流可控

4 结束语

本文从光电耦合器的基本结构、性能特点动身,针对实际利用中可能遇到的非线性、响应速度、功率接口设计3个方面,提出了相应的几种电路设计方案,并介绍了各种不同类型的光电耦合器及其利用实例。

4 : 1.5L3款车型选择 凯翼C3参数配置暴光

[聚知识 ]  日前,凯翼汽车公布了凯翼C3车型的参数配置表,同时宣布该车将会在11月22日上市,新车目前已开始接受预订,预计售价为5万元起。

凯翼C3上市后将会提供1.5L MT3款车型选择(蓝钻版、黄钻版、金钻版),全系车型均搭载1.5L自然吸气发动机,输出功率为109马力(80kW)/6000rpm,峰值扭矩为140N·m/4500rpm,传动部份均匹配5速手动变速箱,官方公布该车综合油耗为5.6L/100km。

在车身尺寸方面,凯翼C3长宽高顺次为4250/1726/1510mm,轴距到达了2510mm,采取前盘/后鼓式刹车,悬架方面应用前麦弗逊式,后扭力梁式悬架。驱动方式为前置先驱。

凯翼C3外观和内饰配置车型1.5L MT 蓝钻版1.5L MT 黄钻版1.5L MT 金钻版钢轮圈+轮圈装潢罩●--铝合金轮圈-●●前雾灯-●●LED运动尾灯-○○LED日间行车灯--○米色内饰●●●黑色内饰-○○前排中央扶手-●●米色织物座椅●●-米色皮+布座椅--●黑色皮+布座椅-○○正副驾驶手动4向调理座椅●●●-未配备,●为标配,○为选装

外观与内饰配置上,凯翼C3入门级车型使用了钢轮圈,并标配织物座椅和米色内饰。黄钻版以上车型还额外配备铝合金轮圈、前排中央扶手。另外该车还配备了1系列选装项目。

凯翼C3舒适与科技配置车型1.5L MT 蓝钻版1.5L MT 黄钻版1.5L MT 金钻版1键寻车功能●●●电动调理外后视镜-●●4门电动车窗(带1键降窗功能)●●●定速巡航--●多功能方向盘--●液压助力转向●●●多功能折叠钥匙-●●方向盘高度可调-●●7英寸触控屏--●导航+蓝牙--●USB接口●●●扬声器数量224-未配备,●为标配,○为选装

在舒适和科技配置方面,凯翼C3全系标配1键寻车、USB接口等配置;黄钻版以上车型还配备有电动调理外后视镜;顶配金钻版则额外配备有定速巡航、多功能方向盘、7英寸触摸屏和导航系统,顶配车型配置高于1些竞争对手。

凯翼C3安全配置车型1.5L MT 蓝钻版1.5L MT 黄钻版1.5L MT 金钻版ABS+EBD-●●前排双安全气囊-●●电子防盗系统-●●前座3点限力式安全带●●●后座3点式安全带●●●倒车雷达●●●倒车影象--●-未配备,●为标配,○为选装

凯翼C3在安全配置方面标配了倒车雷达,黄钻版以上车型还额外配备有ABS+EBD、前排双气囊和倒车影象功能。整体来看,凯翼C3只有顶配车型金钻版在各方面的配置表现还不错,但该车型预计售价可能也会高1些,期待凯翼C3在11月22日公布的终究价格。(文/聚知识 兴珉)

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