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关于高速光耦6n137的使用总结_光耦使用中的那点事1

目前通用的隔离器件有光耦、变压器隔离、电容耦合等三大主流方式。其中光耦和变压器隔离使用的较多,有很多地方都可以见到。本次推送主要介绍光电耦合器的几个使用注意事项,以下截图数据来源于TLP785的数据手册。

1、延时时间

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大家可以看到在5V供电情况下,IF电流为15mA情况下,其延时时间ts=25uS。如果使用在通信电路中,例如为485或者232通信,那么其波特率115200的情况下,计算1bit位时间8.68us显然不能使用,所以在通信电路中一般使用通信光耦(高速光耦)。对于时序要求较为严格的场合,使用光耦时需要特别注意这个延时时间参数。

2、光衰

光耦的原副边之间的耦合是通过原边二极管发光,副边光敏元件吸收的基本原理实现的,随着时间推迟副边的接收光敏材料衰减特性,其传输能力会变弱。如果使用年限在10年或者20年以上的产品中,需要格外注意该特性,建议按照80%的余量进行预留。

3、非线性度

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上面的曲线是CTR随着If的变化,可以发现原边的if电流变化,对CTR产生的变化较大,从20%的比例到200%的比例。如果说要将该芯片用于隔离采样那么就采样系数很难校正了,所以才会有线性光耦的说法。但是虽然说是非线性的,但是仍旧可以用于反馈电路中(例如开关电源的反馈),因为反馈系统是微调的,只要正常工作始终自动寻找在曲线上一个合适点。另外一个场合为用在开关信号传输中。

4、Ic电流大小

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其实本质上该参数Ic电流并不特殊,但是往往我们比较容易忽视。但是我们在使用使用光耦的过程中该参数容易出现问题,例如我们设计的Ic需求为30mA的电流大小(Ta=25摄氏度),那么在If=2mA时,可以发现副边三极管并不能导通(处于截止状态);那么在If=15mA时,可以发现副边三极管处于线性状态;那么在If=50mA时,发现副边三极管处于饱和导通状态,可以发现需求驱动电流Ic=30mA时,对原边If的选择是一个挑战,以上仅仅是一个环境25摄氏度的条件下的曲线。如果用在产品中,温度范围要到-20摄氏度~60摄氏度,还需要考虑到CTR随着温度的变化曲线,所以在产品设计中需要考虑一定余量的同时还是需要进行实际低温、高温测试的。

5、灵敏度

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如上图可以看出TLP785光耦有很多尾缀,可以发现不同的尾缀唯一不同的是CTR范围不同,在IF电流一定情况下,CTR变化直接关系到副边三极管的工作状态,所以在这里暂且为灵敏度。其实针对PC817等常用光耦,都是有不同的灵敏度的,例如PC817A、PC817B、PC817C、PC817D等,可能有些场合需要进行光耦替代时,发现电路不能正常使用就是因为该原因引起的。这个小的注意事项需要在设计或者量产的产品替换过程中需要格外注意。

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