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时间:2019-08-04
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1、光耦选型经典指南1.0.目的:针对光偶选型,替代,采购,检测及实际使用过程中出现的光偶特性变化引起的产品失效问题,提供指导。2.0.适用范围:本指导书适用于瑞谷光偶的设计,选型,替代等。3.0.说明:目前发现,因光偶的选型,光偶替代,光偶工作电流,工作温度设计不当等原因导致产品出现问题,如何减少选型,设计,替代导致的产品问题,这里将制订出相关指导性规范。4.0.内部结构图及CTR的计算方法:规格定义CTR:Ice/IF*100%(检测条件:IF=5maVce=5V,2701,2801系列)5.0.光偶主要特性分析,设计选型替代要求:5.1外观尺寸:设计,选型,
2、替代注意:封装正确,本体MARK字迹要清晰,品牌正确,与技术规格书一致;替代时,如都为标准件封装,基本上装配没有问题,但需注意厚度是否与原料相同,是否满足整机的工艺要求。5.2不同输入控制电流IF,CTR值不同;光偶选型指导由图表显示,IF在5-15ma时CTR值最大;在小于5mA时(目前我们产品设计大多如此),CTR值一般小于正常额定规格值;附加CosmoKPS2801-B实测数据:J16(2009年第16周生产)的光耦在室温下的CTRIF(VCE=5V)#1#2#3#4#5#6#71mA88.3%90.48%90.57%86.56%87.1%85.1
3、2%87..39%2mA133%130%130%125%135%122%126%3mA150%154%154%147%151%139%150%5mA177%187%183%177%178%170%177%J25(2009年第25周生产)的光耦在室温下的CTRIF(VCE=5V)#1#2#3#4#5#6#71mA69.24%78.61%66.68%66.41%65.7%75.5%79.0%2mA97%105%110%104%101%122%126%3mA121%121%131%132%129%151%151%5mA166%147%174%174%173%210%1
4、96%评注:IF不同,CTR不同,且差异非常大;不同DATECODE的也有差异,但在IF=5ma时,CTR值都在规格(130-260)范围内;设计,选型,替代注意:设计时工作电流应接近来料的检测电流值(目前大多IF=5ma),否则应用的CTR值无法保证,产品动态性能将很差;5.3不同环境温度,CTR值不同;2光偶选型指导由图表显示,CTR值与光偶的工作环境有关,温度太高或太低都小于常温附近的检测值;附加CosmoKPS2801-B实测数据(单体):光耦随温度变化的CTR(%)#1#2#3#4-40℃14914713713025℃1701721761678
5、5℃140143149141注:测试条件:VCE=5V,IF为5mA评注:温度不同,CTR不同,温度太高或太低都低于常温,且差异很大;设计,选型,替代注意:产品在高低温CTR的值是否满足产品反馈环路的增益?产品动态稳定吗?开关机,输出是否产生震荡掉沟等不良,5.4光偶有RL阻值大小及工作频带带宽要求;3光偶选型指导由图表可看出:光偶有频带要求,如上图为KPS-2801光偶,工作频率基本在500KHZ以内,且对于高频工作时,RL(输出分压电阻)要小;设计,选型,替代注意:产品工作频率,RL选取阻值务必在带宽内,且考虑IF电流大小,VCE工作压降;5.5不同
6、环境温度,输入控制电流可能产生变化:由图表可看出:环境温度超过55-60度后,输入控制电流IF的最大值将随着温度上4光偶选型指导升而显著减小;设计,选型,替代注意:选取合适的IF电流,使输入控制电流的变动都能及时反馈到输出端,保证产品反馈环的稳定;5.6环境温度及功耗特性曲线由图表可看出:光偶的输出部分(或集电极)功耗在低温时,在温度高时数值变小;设计,选型,替代注意:1,器件常温时可提供功耗值;2,高温过程变化曲线;3,有必要计算产品在高温工作时光偶功耗值;4,替代时考虑常温功耗,高温状态替代料是否优于原料;5光偶选型指导5.7Ic,If,Vce关系曲
7、线:由图表可看出:Vce必须大于一定电压,Ic才能达到最大,CTR值才会大;设计,选型,替代注意:Vce在电路应用中,保证设计有一定的电压值,否则Ic将较小,CTR将较小,一般设计Vc应大于3V。5.8CTR值与工作时间,工作电流,工作温度关系曲线:6光偶选型指导由图表可看出:工作时间越长,CTR值越小;工作温度越高,CTR值越小;工作电流越大,CTR值越小;设计,选型,替代注意:在设计选型时,在规格书规定的工作环境温度下,为了保证产品足够寿命,需要选取合适的工作电流;5.9CTR值与工作时间,工作电流,工作温度关系曲线:由图表可看出:由于CB间接电容
8、的存在,造成输入与输出信
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