光耦参数的理解

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1、长运通光电收集光耦参数的理解摘要：分析光耦各个指标参数的含义,以及日常设计中的注意事项,涉及CTR和延时。关键字：光耦CTR延时1引言光耦作为一个隔离器件已经得到广泛应用，无处不在。一般大家在初次接触到光耦时往往感到无从下手，不知设计对与错，随着遇到越来越多的问题，才会慢慢有所体会。本文就三个方面对光耦做讨论：光耦工作原理；光耦的CTR概念；光耦的延时。本讨论也有认识上的局限性，但希望能帮助到初次使用光耦的同事。1理解光耦光耦是隔离传输器件，原边给定信号，副边回路就会输出经过隔离的信号。对于光耦的隔离容易理解，此处不做讨论。以一个简单的图（图.1）说明光耦的工作：原边输入信号Vin，施加到原边

2、的发光二极管和Ri上产生光耦的输入电流If，If驱动发光二极管，使得副边的光敏三极管导通，回路VCC、RL产生Ic,Ic经过RL产生Vout，达到传递信号的目的。原边副边直接的驱动关联是CTR（电流传输比），要满足Ic≤If*CTR。图.1光耦一般会有两个用途：线性光耦和逻辑光耦，如果理解？工作在开关状态的光耦副边三极管饱和导通，管压降<0.4V，Vout约等于Vcc（Vcc-0.4V左右），Vout大小只受Vcc大小影响。此时Ic

3、-1.6V)/Ri*CTR*RL，Vout大小直接与Vin成比例，一般用于反馈环路里面(1.6V是粗略估计，实际要按器件资料，后续1.6V同)。长运通光电收集对于光耦开关和线性状态可以类比为普通三极管的饱和放大两个状态。比较项目光耦三极管电路图前级电流If(=(Vin-1.6)/Ri)Ib(=(Vin-0.6)/Ri)Ic≤CTR*IfIc≤β*Ib电流限制条件理解：If确定，光耦副边电流通道大小理解：Ib确定，三极管副边电流通道大确定，实际的Ic不能大于该通道小确定，实际的Ic不能大于该通道当RL阻值大时，Vcc/RL

4、时，Vout~=0V三极管导通时，Vout~=0V当RL阻值小时，Vcc/RL>CTR*If当RL阻值小时，Vcc/RL>β*Ib此时，光耦副边会提高光敏三极管的导此时，三极管会提高管压降，限制实际放大/线性状态通压降，限制实际的Ic在电流通道内的Ic在电流通道内(Ic=β*Ib)。三(Ic=CTR*If)。光耦导通时，Vout输极管导通时，Vout输出大小与Vin有线出大小与Vin有线性关系。性关系。所以通过分析实际的电路，除去隔离因素，用分析三极管的方法来分析光耦是一个很有效的方法。此方法对于后续分析光耦的CTR参数，还有延迟参数都有助于理解。2光耦CTR概要：1)对于工作在线性状态的光耦

5、要根据实际情况分析；2)对于工作在开关状态的光耦要保证光耦导通时CTR有一定余量；3)CTR受多个因素影响。2.1光耦能否可靠导通实际计算举例分析，例如图.1中的光耦电路，假设Ri=1k,Ro=1k,光耦CTR=50%，光耦导通时假设二极管压降为1.6V，副边三极管饱和导通压降Vce=0.4V。输入信号Vi是5V的方波，输出Vcc是3.3V。Vout能得到3.3V的方波吗？我们来算算：If=(Vi-1.6V)/Ri=3.4mA’副边的电流限制：Ic≤CTR*If=1.7mA’假设副边要饱和导通，那么需要Ic=(3.3V–0.4V)/1k=2.9mA，大于电流通道限制，所以导通时，Ic会被光耦限

6、制到1.7mA，Vout=Ro*1.7mA=1.7V长运通光电收集所以副边得到的是1.7V的方波。为什么得不到3.3V的方波，可以理解为图.1光耦电路的电流驱动能力小，只能驱动1.7mA的电流，所以光耦会增大副边三极管的导通压降来限制副边的电流到1.7mA。解决措施：增大If；增大CTR；减小Ic。对应措施为：减小Ri阻值；更换大CTR光耦；增大Ro阻值。将上述参数稍加优化，假设增大Ri到200欧姆，其他一切条件都不变，Vout能得到3.3V的方波吗？’重新计算：If=(Vi–1.6V)/Ri=17mA；副边电流限制Ic≤CTR*If=8.5mA，远大于副边饱和导通需要的电流(2.9mA)，所

7、以实际Ic=2.9mA。所以，更改Ri后，Vout输出3.3V的方波。开关状态的光耦，实际计算时，一般将电路能正常工作需要的最大Ic与原边能提供的最小If之间Ic/If的比值与光耦的CTR参数做比较，如果Ic/If≤CTR，说明光耦能可靠导通。一般会预留一点余量（建议小于CTR的90%）。工作在线性状态令当别论。2.2CTR受那些因素影响上一节说到设计时要保证一定CTR余量。就是因为CTR的大小受