亿光光耦(光电耦合器)的性能特点

亿光光耦（光电耦合器）的性能特点

文章出处：广州市超毅电子有限公司

亿光光耦的主要优点是单向传输信号,输入端与输出端完全实现了电气隔离,抗干扰能力强,使用寿命长,传输效率高。它广泛用于电平转换、信号隔离、级间隔离、开关电路、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。由于光耦的输入阻抗与一般干扰源的阻抗相比较小,因此分压在电耦的输入端的干扰电压较小,它所能提供的电流并不大,不易使半导体二极管发光;由于光电耦的外壳是密封的,它不受外部光的影响;电耦的隔离电阻很大(约1012Ω)、隔离电容很小(约几个pF)所以能阻止电路性耦合产生的电磁干扰。线性方式工作的电耦是在光耦的输入端加控制电压,在输出端会成比例地产生一个用于进一步控制下一级的电路的电压。

亿光电耦由发光二极管和光敏三极管组成,当发光二极管接通而发光,光敏三级管导通,电耦是电流驱动型,需要足够大的电流才能使发光二极管导通,如果输入信号太小,发光二极管不会导通,其输出信号将失真。在开关电源,尤其是数字开关电源中,利用线性光耦可构成光耦反馈电路,通过调节控制端电流来改变占空比,达到精密稳压目的。

亿光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。

电流传输比是光耦的重要参数,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。其公式为：采用一只光敏三极管的光耦,CTR的范围大多为20%～300%(如4N35),而PC817则为80%～160%,达林顿型光耦如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。线性光耦与普通光耦典型的CTR-IF特性曲线,分别如图1中的虚线和实线所示。

图1两种光耦的CTR-IF特性曲线

由图1可见,普通光耦的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。

使用光耦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：所选用的光耦件必须符合国内和国际的有关隔离击穿电压的标准;台湾亿光电子生产的4N××系列光耦(4N25、4N26、4N27、4N28),目前在国内应用地十分普遍。鉴于此类光耦呈现开关特性,其线性度差,适宜传输数字信号(高、低电平),可以用于单片机的输出隔离;所选用的光耦必须具有较高的耦合系数。

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