光耦隔离原理.doc

《光耦隔离原理.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、一．光耦隔离1．类型光耦的主要构件是发光器件和光敏器件，发光器件一般都是IRLED，而光接受器件有光敏二极管、光敏三极管、达林顿管、光集成电路等类型，在高频开关电源中，对光耦的响应速度要求很高，故一般采用如图1所示的响应较快的高速型，延迟时间在500nS以内。用于模拟信号或直流信号传输时，应采用线性光耦以减小失真，而传输数字开关信号时，对其线性度的要求不太严格。2．重要参数①隔离电容一般要求小于1PF②直流电流传输比CTR一般为20%--300%，越接近常数则线性越好，其大小反映光耦的传输能力③输入输出间的绝缘电压Viso(典型值：1—10KV)和绝缘电阻Riso（典

2、型值：1011--1012Ω）④饱和压降VCES一般小于0.4V⑤响应速度一般用tPHL和tPLH表示3．在开关电源中的应用光耦应用于开关电源的控制信号传输与隔离，最主要考虑的是其响应速度能否满足要求。设开关频率为100KHz,则开关周期为10us,光耦传输延迟初步限定在500ns①以内，查阅目前市场上光耦器件的技术资料，能满足这一要求的产品主要有：型号响应时间（ns）管脚及封装生产厂家电源TLP2502008东芝10-35VTLP559DStPHL:300tPLH:5008东芝-0.5-15VFOD2200300飞兆半导体4.5-20VHCPL-31203008惠普

3、15-30VHCPL-4504/6tPHL:300tPLH:5008安捷伦4.5-30V6N137608+5VHCPL-260/060LtPHL:30tPLH:458安捷伦3．3VPS9121/9821-1/2<25NEC3.3-7V由于传输的是开关信号，故对光耦的线性特性要求并不严格，应用上述光耦器件进行隔离，可有两种方案：①采用传输延迟在200—500ns之间的器件，电路稍简单，但延迟稍长；②采用传输延迟在100ns以下的数字光耦，延迟短，但需电平转换。按这两种方案设计的电路如图所示。采用光耦隔离的优点②是：①占空比任意可调；②隔离耐压高；③抗干扰能力强，目前带静

4、电屏蔽的光耦很容易买到，强弱电之间的隔离性能很好，另外，光耦属电流型器件，对电压性噪声能有效地抑制；④传输信号范围从DC到数MHz,其中线性光耦尤其适用于信号反馈。其缺点③是：①在全桥拓扑中，开关器件为4个，需3—4个光耦，而每一光耦都需独立电源供电，增加了电路的复杂性，成本增加，可靠性降低；②因光耦传输延迟较大，为保证开关器件开通与关断的精确性，必须使各路的结构参数一致，使各路的延迟一致，而这往往难以做得很好；光耦的开关速度较慢，对驱动脉冲的前后沿产生较大延时，影响控制精度光耦:通过光进行开关作用,光电耦合器就是将发光二极管和光电三极管密封在一块,发光二极管通电点亮

5、以后,照到光电三极管的基极上,基极收到信号就导致集电极到发射极之间形成通路,发光二极管熄灭后,光电三极管上集电极到发射极的通路阻断了,二极管到三极管之间没有电器连接,所以很安全,万一三极管端出现问题也不会炴及二极管端,这就是隔离的作用.光耦隔离就是采用光耦合器进行隔离,光耦合器的结构相当于把发光二极管和光敏(三极)管封装在一起。发光二极管把输入的电信号转换为光信号传给光敏管转换为电信号输出，由于没有直接的电气连接，这样既耦合传输了信号，又有隔离作用。只要光耦合器质量好，电路参数设计合理，一般故障少见。如果系统中出现异常，使输入、输出两侧的电位差超过光耦合器所能承受的电

6、压，就会使之被击穿损坏。