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光电耦合器的隔离作用是什么?

更新时间   2020-09-24 14:30:16 深圳市克里雅半导体有限公司 阅读
1.光电耦合器的类型。
光耦合器的主要元件是发光器件和光敏器件。发光器件一般是IRLED,受光器件是光敏二极管、光电晶体管、达林顿管、光集成电路等。在高频开关电源中,光耦合器的响应速度非常快,所以一般采用响应快的高速型,延迟时间在500nS以内。当用于传输模拟信号或DC信号时,应使用线性光耦合器来减少失真,而当传输数字开关信号时,线性度并不严格。
2.光电耦合器的重要参数。
①隔离电容一般要求小于1PF。
②直流传动比CTR一般为20%-300%,越接近常数,线性度越好,其大小反映了光电耦合器的传输容量。
③输入输出间的隔离电压Viso(典型值:1-10kv)和绝缘电阻Riso。
(典型值:1011-1012ω)
④饱和压降VCES一般小于0.4V..
⑤反应速度一般用tPHL和tPLH表示。
3.光电耦合器在开关电源中的应用。
光电耦合器用于控制开关电源的信号传输和隔离,最重要的考虑是其响应速度能否满足要求。假设开关频率为100KHz,开关周期为10us,光耦传输延时初步限定在500ns①以内。根据目前市场上光耦器件的技术数据,能够满足这一要求的产品主要有:
由于传输开关信号,所以光耦合器的线性特性并不严格。隔离上述光耦合器的方案有两种:①使用传输延迟在200-500ns之间的器件,电路简单一点,但延迟稍长一点;②采用传输延时小于100ns的数字光耦,延时短但需要电平转换。根据这两种方案设计的电路如图所示。
采用光电耦合器隔离(2)的优点是:
①占空比可以任意调节;
②高隔离耐压;
(3)抗干扰能力强。目前带静电屏蔽的光电耦合器比较好买,强弱电隔离性能很好。另外,光电耦合器是电流型器件,可以有效抑制电压噪声;
④传输信号范围从DC到几兆赫,线性光耦特别适合信号反馈。
它的缺点③是:
(1)全桥拓扑中有4个开关器件,需要3-4个光电耦合器,每个光电耦合器需要一个独立的电源,增加了电路的复杂度,增加了成本,降低了可靠性;
(2)由于光电耦合器传输延时大,为了保证开关器件的开关精度,需要使所有路径的结构参数一致,使所有路径的延时一致,这往往很难做好;
光耦开关速度慢,对驱动脉冲的前沿和后沿造成较大延迟,影响控制精度。


陈小姐:

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