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光电耦合器在数字开关电源中的使用

时间:2011/12/23 10:21:22     关键字:

跟着开关电源技能和绿色电源的飞速开展,APFC技能成为当时研讨的热点,电子式开关电源技能曾经成熟,并且有相当多的节制方法。当前人们正在进行数字式开关电源的研讨与开拓,曾经稀有字式带功率因数校正的开关电源产物上市。关于数字式开关电源,隔离技能和抗搅扰技能是至关主要的,跟着电子元器件的敏捷开展,光电耦合器的线性度越来越高,光电耦合器是当前在单片机和开关电源顶用得最多隔离抗搅扰器件。光耦合器(optical coupler,英文缩写为OC)亦称光电隔离器或光电耦合器,简称光耦。它是以光为序言来传输电旌旗灯号的器件,凡间把发光器(红外线发光二极管LED)与受光器(光敏半导体管)封装在统一管壳内。当输入端加电旌旗灯号时发光器宣布光线,受光器承受光线之后就发生光电流,从输出端流出,然后完成了“电—光—电”转换。以光为序言把输入端旌旗灯号耦合到输出端的光电耦合器,因为它具有体积小、寿命长、无触点,抗搅扰才能强,输出和输入之间绝缘,单向传输旌旗灯号等长处,在数字电路上取得普遍的使用。凡间的光电耦合器因为它的非线性,因而在模仿电路中的使用只限于对较高频率的小旌旗灯号的隔离传送。通俗光耦合器只能传输数字(开关)旌旗灯号,不合适传输模仿旌旗灯号。近年来问世的线性光耦合器可以传输延续转变的模仿电压或模仿电流旌旗灯号,使其使用范畴大为拓宽。
光耦合器的功能特点
光耦合器的首要长处是单向传输旌旗灯号,输入端与输出端完全完成了电气隔离,抗搅扰才能强,运用寿命长,传输效率高。它普遍用于电平转换、旌旗灯号隔离、级距离离、开关电路、远间隔旌旗灯号传输、脉冲扩大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通讯设备及微机接口中。因为光电耦合器的输入阻抗与普通搅扰源的阻抗比拟较小,因而分压在光电耦合器的输入端的搅扰电压较小,它所能供应的电流并不大,不易使半导体二极管发光;因为光电耦合器的外壳是密封的,它不受外部光的影响;光电耦合器的隔离电阻很大(约1012Ω)、隔离电容很小(约几个pF)所以能阻止电路性耦合发生的电磁搅扰。线性方法任务的光电耦合器是在光电耦合器的输入端加节制电压,在输出端会成比例地发生一个用于进一步节制下一级的电路的电压。线性光电耦合器由发光二极管和光敏三极管构成,当发光二极管接通而发光,光敏三级管导通,光电耦合器是电流驱动型,需求足够大的电流才干使发光二极管导通,假如输入旌旗灯号太小,发光二极管不会导通,其输出旌旗灯号将掉真。在开关电源,尤其是数字开关电源中,应用线性光耦合器可组成光耦反应电路,经过调理节制端电流来改动占空比,到达精细稳压目标。
光耦合器的技能参数首要有发光二极管正向压降VF、正向电流IF、电传播输比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,在传输数字旌旗灯号时还需思索上升工夫、下降工夫、推迟工夫和存储工夫等参数。
电传播输比是光耦合器的主要参数,凡间用直流电传播输比来透露表现。当输出电压坚持恒准时,它等于直流输出电流IC与直流输入电流IF的百分比。其公式为:
采用一只光敏三极管的光耦合器,CTR的局限大多为20%~300%(如4N35),而PC817则为80%~160%,达林顿型光耦合器(如4N30)可达100%~5000%。这标明欲取得相同的输出电流,后者只需较小的输入电流。因而,CTR参数与晶体管的hFE有某种类似之处。线性光耦合器与通俗光耦合器典型的CTR-IF特征曲线

通俗光耦合器的CTR-IF特征曲线呈非线性,在IF较小时的非线性掉真尤为严峻,因而它不合适传输模仿旌旗灯号。线性光耦合器的CTR-IF特征曲线具有优越的线性度,特殊是在传输小旌旗灯号时,其交流电传播输比(ΔCTR=ΔIC/ΔIF)很接近于直流电传播输比CTR值。因而,它合适传输模仿电压或电流旌旗灯号,能使输出与输入之间呈线性关系。这是其主要特征。

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