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        光耦的使用技巧

        發布時間:2021-05-08 16:46  作者:超毅電子  點擊次數:
        光耦,亦稱光電隔離器,它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用,所以,它在各種電路中得到廣泛的應用,其中在開關電源電路中最為常見。
         
         
        光耦以光信號為媒介來實現電信號的耦合與傳遞,輸入與輸出在電氣上完全隔離,具有抗干擾性能強的特點。對于既包括弱電控制部分,又包括強電控制部分的工業應用測控系統,采用光耦隔離可以很好地實現弱電和強電的隔離,達到抗干擾目的。但是,使用光耦隔離需要考慮以下幾個問題:
         
         
        1.光耦直接用于隔離傳輸模擬量時,要考慮光耦的非線性問題。
         
        光耦的輸入端是發光二極管,因此,其輸入特性可以由發光二極管的伏安特性表示;輸出是光敏三極管,因此光敏三極管的伏安特性是其輸出特性??梢钥闯?,光電耦合器具有非線性工作區域,其直接用于傳輸模擬精度比較差。
         
        解決方案,使用兩個光電耦合器,T1和T2,以及具有相同非線性傳輸特性的2個形容詞追隨者A1和A2。如果T1和T2是具有相同類型的光電耦合器,則可以認為它們的非線性傳輸特性是完全一致的,即K1(I1)= K2(I1),電壓增益G = UO / U1 = I3R3 / I2R2 =( R3 / R2)[K1(I1)/ K2(I1)] = R3 / R2??梢钥闯?,利用T1和T2的當前傳輸特性的對稱性,并且可以使用反饋原理來補償其原始非線性。
         
        當然,也可以選擇線性光耦合器,例如高速線性光耦合器EL6N135 / EL6N136。線性光電耦合器通常高于正常光耦合器,但易于使用和簡單的設計。

         
        2.光耦隔離傳輸數字量時,要考慮光耦的響應速度問題。
         
        當光耦合器隔離數字信號用于控制系統設計時,光電耦合器的傳輸特性,即傳輸速度,通常成為系統最大數據傳輸速率的決定因素。在許多公交型工業測量和控制系統中,為了防止模塊之間的相互干擾,還要不降低通信波特率,我們必須使用高速光耦合器來實現模塊之間的相互隔離。
         
        常用的高速光耦合器有EL6N135、EL6N136、EL6N137、EL6N138。此處介紹一種可以以提高正常光耦合器的開關速度。由于光耦合器本身存在的分布電容,對傳輸速度產生影響,并且光敏三極管內部存在分布式電容器CBE和CCE。由于光電耦合器相對較低,所收集器負載電阻不能太小,否則輸出電壓的擺動受到限制。但是,負載電阻不應過大,負載電阻器RL越大,由于存在分布電容,光電耦合器的頻率特性越差,傳輸延遲越長。
         
        使用2光電耦合器T1,T2連接到互補的推挽電路,并且可以提高光耦合器。當脈沖升高到“1”時,接通T1,T2接通。相反,當脈沖是“0”電平時,T1導通,關閉T2。這種互補推拉電路的這種頻率特性極大地優于單個光電耦合器的頻率特性。
         
         
        3.如果輸出有功率要求的話,還得考慮光耦的功率接口設計問題。
         
        微機測控系統中,經常要用到功率接口電路,以便于驅動各種類型的負載,如直流伺服電機、步進電機、各種電磁閥等。這種接口電路一般具有帶負載能力強、輸出電流大、工作電壓高的特點。工程實踐表明,提高功率接口的抗干擾能力,是保證工業自動化裝置正常運行的關鍵。
         
        就抗干擾設計而言,很多場合下,既能采用光電耦合器隔離驅動,也能采用繼電器隔離驅動。一般情況下,對于那些響應速度要求不很高的啟停操作,我們采用繼電器隔離來設計功率接口;對于響應時間要求很快的控制系統,采用光電耦合器進行功率接口電路設計。這是因為繼電器的響應延遲時間需幾十ms,而光電耦合器的延遲時間通常都在10us之內,同時采用新型、集成度高、使用方便的光電耦合器進行功率驅動接口電路設計,可以達到簡化電路設計,降低散熱的目的。
         
        PS:如需億光EL6N135、EL6N136、EL6N137、EL6N138等光耦的樣品測試、規格書資料、應用技術咨詢等,請聯系超毅電子。

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