光耦周围电阻的选择.doc

.光耦全称是光耦合器，英文名字是：optical coupler，英文缩写为OC，亦称光电隔离器，简称光耦。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，又有隔离干扰的作用。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压，就会使之被击穿损坏。为什么要使用光耦？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，又有隔离干扰的作用。光耦的参数都有哪些？是什么含义？1、CTR：电流传输比2、Isolation Voltage：隔离电压3、Collector-Emitter Voltage：集电极发射极电压CTR：发光管的电流和光敏三极管的电流比的最小值隔离电压：发光管和光敏三极管的隔离电压的最小值集电极发射极电压：集电极发射极之间的耐压值的最小值光耦什么时候导通？什么时候截至？关于TLP521-1的光耦的导通的试验报告3.5v24v 认为是高电平，0v1.5v认为是低电平1、0v1.5v认为是低电平，利用串接一个二极管1N4001的压降0.7V+光耦的LED的压降，吃掉1.4V左右；2、24V是最高电压，不能在最高电压的时候，光耦通过的电流太大；所以选用2K的电阻；光耦工作在大概10mA的电流，可以保证稳定可靠工作n年以上；3、3.5V以上是高电平，为了尽快进入光敏三极管的饱和区，要把光耦的光敏三极管的上拉电阻加大；因此选用10K；同时要考虑到ctr最小为50；1、发光管端：实验室电源（024V）-2K-1N4001-TLP521-1(1)-TLP521-1(2)-gnd12、光敏三极管：实验室电源（DC5V）-10K-TLP521-1(4)-TLP521-1(3)-gnd23、万用表直流电压挡20V万用表+- TLP521-1(4)万用表- TLP521-1(3)试验结果输入电源 万用表电压(V)1.3V 51.5V 4.81.7V 4.411.9V 3.582.1V 2.942.3V 1.82.5V 0.582.7V 0.22.9V 0.193.1V 0.173.3V 0.163.5V 0.165V 0.1324V 0.06思考题：光耦的CTR（电流传输比）是什么含义？1、光耦的CTR（电流传输比）是什么含义？2、CTR与上拉电阻和光耦的光敏三极管之间与饱和导通或者截至之间的关系；参考资料：TLP521-1的CTR为50（最小值）；光耦的分类：1、低速光耦2、高速光耦3、线性光耦大部分的光耦都是低速光耦最著名的当然是TLP521-1;PC817、814等也是经常使用的光耦；高速光耦最著名也最便宜的是6N137在通讯电路设计中，光耦是经常见到的；TLP521-1可以用到960019200；限流电阻是1K；上拉电阻是1K；6N137可以到10M；但是6N137需要按照datasheet来接它的外部电路才能达到10M的速度；6N137的使用注意点：1、高速光耦的驱动LED的电流要求比较大，LED的压降也比较大，在5V情况下，限流电阻我选择的是680欧姆；2、上拉电阻需要调整到1K或者更小才能达到10M的速度；（印象记忆中）常见之高速光藕型号经查大量资料后，总结出目前市场上常见之高速光藕型号供大家选择：100K bit/S:6N138、6N139、PS87031M bit/S:6N135、6N136、CNW135、CNW136、PS8601、PS8602、PS8701、PS9613、PS9713、CNW4502、HCPL-2503、HCPL-4502、HCPL-2530（双路）、HCPL-2531（双路）10M bit/S:6N137、PS9614、PS9714、PS9611、PS9715、HCPL-2601、HCPL-2611、HCPL-2630（双路）、HCPL2631（双路）另外，台湾COSMO公司的KP7010在RL选值为300欧左右时，我根据其数据手册所载数值计算，速率可达100Kbit/S，且为6脚封装，比同级的6N138、6N139小巧，价格也较低。CTR的定义光耦合器的增益被称为晶体管输出器件的电流传输比 (CTR)，其定义是光电晶体管集电极电流与LED正向电流的比率(ICE/IF)。光电晶体管集电极电流与VCE有关，即集电极和发射极之间的电压。使用521-1这样的低速光耦，到底能传输多高的波特率？使用什么样的限流电阻才能达到最高的波特率？根据我们的试验，大体上，使用51单片机直接驱动光耦，上拉电阻1K，限流电阻1K，就能达到19200的波特率；zhangtong_andy关于6N137的问题？6N137输出端电阻接到光电开关上端（+5V端），输出正常！ 6N137输出端电阻接到光电开关下端（接地端），输出不正常？是不是光电开关没有完全打开？TP521-都可以！请教，多谢！2007-1-5 23:23 南方的老树6N137不是普通的光敏三极管输出的光耦，内部经过了处理相当于是一个数字电路；所以必须按照datasheet的接法来接；例如：6N137内部是数字电路，已经对光敏二极管输出的信号做了处理了急问6N137使用6n137必须vcc接5v吗？接3.3v有什么影响？我自己实际测的数据：VCC可调，ENABLE供5V，OUTPUT端通过上拉电阻4K7接3.3V，使二极管端正常工作（工作电流20mA），测量OUTPUT与地之间的电压。当VCC大于2.5V时，OUTPUT与地电压小于0.8V，进入低电平状态。当VCC为3.3V时，OUTPUT与地电压小于0.1V。按上面测试数据，VCC接3.3V 6N137是可以工作的，但是会不会对于速度有影响呢，有怎样的影响，我的6N137是用在CAN电路里面的。光耦的输入和输出必须隔离吗？常见的做法，就是光耦的输入和输出完全隔离，采用一个隔离电源来实现；但是，实际使用的时候，也可以使用一个电源，那么，实际上的效果也是相当不错的；这是因为，1）如果外部的开关量信号，直接接到mcu上，实际上51的mcu的I/O口线是相当的脆弱，一点点线路上的干扰信号，都能使得mcu进入死机的状态；而通过光耦，即使共地，因为干扰信号往往是高压高内阻，在光耦上无法积累出电流来，使得光耦的输出端起到滤波和稳压的作用，稳定在mcu的工作电压上；2）光耦也能起到电平变换的作用如果开关量输入是24V，这是工业控制使用的电压，那么，通过光耦，可以把开关量信号调理成5V电平；综上所述，实际上，光耦的输入输出有可能完全可以不需要隔离，也能在复杂的工业现场上正常工作。当然，在电路设计的时候要综合评价是否需要隔离；光耦电流传输比的测试模型我一直在找光耦电流传输比的测试模型，但是好像都没有看到准确的；1、要是发光管没有电流，那么光敏三极管处于截至状态；2、要是发光管有电流，那么根据电流传输比计算，三极管会流过一个电流；3、假设Ic=1mA；那么，如果Vc/Rc=1mA，那么三极管基本上进入饱和导通状态；如果Vc/Rc=0.5mA，那么三极管肯定进入了饱和导通状态；如果Vc/Rc=2mA，那么三极管进入了放大状态；当然这是一个大体上的计算方法；还要考虑到Vce的值；但是因为同样的一种型号一个批次的光耦，它们的电流传输比离散性很大，所以大体上推算一下即可；实际上的光耦的上拉电阻的选值，要根据Ib、电流传输比、Vcc来大体上推算一下，然后根据工程情况而定；如果是传递开关量信号，那么，进入深度饱和就可以了；如果是要传送频率的信号，那么，要仔细的选择Ib和Rc，找到一个最合适的参数；什么叫深度饱和状态？光耦的Vce刚刚=0.2V的时候，可以认为是进入了饱和的状态；把这个时候的Ib提高到2倍，那么，肯定是进入了饱和的状态，至于是不是深度饱和，要看对深度饱和的定义；我认为，n=3就