P521光電耦合器

1、P521光電耦合器最佳答案： 摘 要 線性光耦合器是目前國(guó)際上正推廣應(yīng)用的一種新型光電隔離器件。文中 介紹其性能特點(diǎn)、產(chǎn)品分類，以及它在單片開關(guān)電源中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞 光耦合器線性電流傳輸比通信單片開關(guān)電源光耦合器（optical coupler，英文縮寫為0C）亦稱光電隔離器或光電耦合器，簡(jiǎn)稱光耦。它 是以光為媒介來傳輸電信號(hào)的器件，通常把發(fā)光器（紅外線發(fā)光二極管LED）與受光器（光敏半導(dǎo)體管）封裝在同一管殼內(nèi)。當(dāng)輸入端加電信號(hào)時(shí)發(fā)光器發(fā)出光線，受光器接受光線之后就產(chǎn)生光電流，從輸出端流出，從而實(shí)現(xiàn)了 “電一光一電”轉(zhuǎn)換。普通光耦合器只能傳輸 數(shù)字（開關(guān)）信號(hào)，不適合傳輸模擬信號(hào)。近年來問世的

2、線性光耦合器能夠傳輸連續(xù)變化的模擬電壓或模擬電流信號(hào)，使其應(yīng)用領(lǐng)域大為拓寬。1光耦合器的類型及性能特點(diǎn)1.1光耦合器的類型光耦合器有雙列直插式、管式、光導(dǎo)纖維式等多種封裝形式，其種類達(dá)數(shù)十種。光耦合器的分類及內(nèi)部電路如圖1所示。圖中是8種典型產(chǎn)品的型號(hào)：（a）通用型（無基極引線）；（b）通用型（有基極引線）；（c）達(dá)林頓型；（d）高速型；（e）光集成電路；光纖型；（g）光敏晶閘管型； （h）光敏場(chǎng)效應(yīng)管型。1.2光耦合器的性能特點(diǎn)光耦合器的主要優(yōu)點(diǎn)是單向傳輸信號(hào)，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，抗干擾能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，傳輸效率高。它廣泛用于電平轉(zhuǎn)換、信號(hào)隔離、級(jí)間隔離、開關(guān)電路、遠(yuǎn)距離信號(hào)

3、傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器（SSR）儀器儀表、通信設(shè)備及微機(jī)接口中。在單片開關(guān)電源中，利用線性光耦合器可構(gòu)成光耦反饋電路，通過調(diào)節(jié)控制端電流來改變占空比，達(dá)到精密穩(wěn)壓目的。光耦合器的技術(shù)參數(shù)主要有發(fā)光二極管正向壓降VF、正向電流IF、電流傳輸比CTR輸入級(jí)與輸出級(jí)之間的絕緣電阻、集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓 V（BR）CEO集電極-發(fā)射極飽和 壓降VCE（sat。此外，在傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)還需考慮上升時(shí)間、下降時(shí)間、延遲時(shí)間和存儲(chǔ)時(shí)間等參數(shù)。電流傳輸比是光耦合器的重要參數(shù)，通常用直流電流傳輸比來表示。當(dāng)輸出電壓保持恒定時(shí)， 它等于直流輸出電流IC與直流輸入電流IF的百分比。其公式為：采用一只光敏三極

4、管的光耦合器，CTR的范圍大多為20%300% （如 4N35）,而PC817則為80%160%，達(dá)林頓型光耦合器（如 4N30）可達(dá)100%5000%。這表明欲獲得同樣的輸出 電流，后者只需較小的輸入電流。因此，CTR參數(shù)與晶體管的hFE有某種相似之處。線性光耦合器與普通光耦合器典型的CTR-IF寺性曲線，分別如圖 2中的虛線和實(shí)線所示。由圖2可見，普通光耦合器的CTR-IF特性曲線呈非線性，在 IF較小時(shí)的非線性失真尤為嚴(yán)重，因此它不適合傳輸模擬信號(hào)。線性光耦合器的CTR-IF特性曲線具有良好的線性度，特別是在傳輸小信號(hào)時(shí)，其交流電流傳輸比( CTR= IC/ IF)很接近于直流電流傳輸比

5、CTR值。因此， 它適合傳輸模擬電壓或電流信號(hào)， 能使輸出與輸入之間呈線性關(guān)系。這是其重要 特性。2 線性光耦合器的產(chǎn)品分類及選取原則2.1 線性光耦合器的產(chǎn)品分類線性光耦合器的典型產(chǎn)品及主要參數(shù)見表 1，這些光耦均以光敏三極管作為接收管。2.2 線性光耦合器的選取原則在設(shè)計(jì)光耦反饋式開關(guān)電源時(shí)必須正確選擇線性光耦合器的型號(hào)及參數(shù)，選取原則如下： 光耦合器的電流傳輸比(CTR的允許范圍是50%200%。這是因?yàn)楫?dāng) CTFK 50%時(shí)，光 耦中的LED就需要較大的工作電流(IF>5.0mA)，才能正常控制單片開關(guān)電源IC的占空比，這會(huì)增大光耦的功耗。若CTR> 200%，在啟動(dòng)電路或

6、者當(dāng)負(fù)載發(fā)生突變時(shí)，有可能將單片開關(guān)電源誤觸發(fā)，影響正常輸出。 推薦采用線性光耦合器，其特點(diǎn)是CTR值能夠在一定范圍內(nèi)做線性調(diào)整。 由英國(guó)埃索柯姆(Isocom)公司、美國(guó)摩托羅拉公司生產(chǎn)的4N XX系列(如4N25、4N26、4N35)光耦合器，目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用地十分普遍。鑒于此類光耦合器呈現(xiàn)開關(guān)特性，其線性度 差，適宜傳輸數(shù)字信號(hào) (高、低電平 )，因此不推薦用在開關(guān)電源中。3 線性光耦合器應(yīng)用舉例多路輸出式電源變換器電路如圖3所示。其輸入電壓為 36V到90V的準(zhǔn)方波電壓，三路輸出分別為：UO1 = + 5V(2A), UO2=+ 15V(0.17A), UO3= 15V(0.17A)。現(xiàn)

7、將 UO1 定為主輸 出，其電壓調(diào)整率 SV=± 0.4%; UO2和UO3為輔輸出，總電源效率可達(dá) 75%80%。電路 中采用一片TOP104Y型三端單片開關(guān)電源集成電路。主輸出繞組電壓經(jīng)過VD2、C2、L1和C3整流濾波后，得到+ 5V電壓。VD2采用MBR735型35V/ 7.5A肖特基二極管。兩個(gè)輔輸 出繞組及輸出電路完全呈對(duì)稱結(jié)構(gòu)。因?yàn)橥?5V輸出電流較小，故整流管VD4和VD5均采用UF4002型100V/ 1A的超快恢復(fù)二極管。由線性光耦CNY17-2和可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431C構(gòu)成光耦反饋式精密開關(guān)電源，可以對(duì)+5V電壓進(jìn)行精密調(diào)整。反饋繞組電壓通過VD3、C4整流濾波后，得到12V反饋電壓。由P6KE120型瞬態(tài)電壓抑制器和 UF4002型超快 恢復(fù)二極管構(gòu)成的漏極鉗位保護(hù)電路， 能吸收由高頻變壓器漏感形成的尖峰電壓， 保護(hù)芯片 內(nèi)部的功率場(chǎng)效應(yīng)管 MOSFET不受損壞。外部誤差放大器由 TL431C組成。當(dāng)+5V輸出電壓升高時(shí)，經(jīng) R3 R4分壓后得到的取樣電壓，就與TL431C中的2.5V帶隙基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，使其陰極電位降低，LED的工作電流IF增大，再通過線性光耦 IC2 (CNY17-2)使控制端電流IC增大，TOP104Y的輸出占空比減 小，使UO1維持不變，