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PS2801-1,TLP181,TLP121,FODM121,SFH690T迷你封装晶体管输出光耦参数应用原理

PS2801-1,TLP181,TLP121,FODM121,SFH690T迷你封装晶体管输出光耦参数应用原理
PS2801-1,TLP181,TLP121,FODM121,SFH690T迷你封装晶体管输出光耦参数应用原理

PS2801-1,TLP181,TLP121,FODM121,SFH690

型号库存产商封装包装

PS2801-1 77130 Toshiba SOP-4 3K/REEL

TLP181 95000 Toshiba SOP-4 3K/REEL

TLP121 77130 Toshiba SOP-4 3K/REEL FODM121 25000 Fairchild SOP-6 2.5K/REEL SFH690 17000 Vishay SOP-4 2K/REEL

这几款是采用Mini型封装的晶体管输出光电耦合器,TLP181,TLP121,FODM121,SFH690采用的是SOP封装,PS2801-1采用的则是更小的SSOP封装。

SSOP SOP

他们与普通4 PIN DIP封装的PC817,TLP521一样,采用红外线LED+光敏三极体的形式实现基本的隔离功能,因此,在隔离需求不是特别高达到四、五千伏的情况下,这些采用SSOP,SOP封装的光耦是可以完全替代PC817,LP521等DIP封装光耦的,因为他们的功能是完全一样的。

相比之下,他们采用的Mini型封装具有自己的优势,SOP相比DIP能节省42%的PCB面积,而SSOP相比DIP更是能节省近60%的PCB面积,为客户在成本与设计上提供能更大的空间。

基本参数

PS2801-1 TLP121 TLP181 FODM121 SFH690

封装SSOP SOP SOP SOP SOP

隔离电压BVs 2500 Vrms 3750 Vrms 3750 Vrms 3750 Vrms 3750 Vrms

崩溃电压BVce 80 V 80 V 80 V 80V 80 V

需要注意的是,晶体管输出光耦一般属于线性光耦,但是其电流传输比(CTR)随输入电流的变化是很大的,而厂商给出的CTR值一般是在IF=5mA,VCE=5V的条件下的测试值,而根据下面CTR与IF的曲线,为了保证CTR的波动不会太大,建议IF在5-15mA的范围内。

应用原理图

在光耦开始工作的时候,输出V o=Vcc - Ic*R2 而Ic受输入端If控制,与输出端无关。因此如果R2取值过小,则R2上的压降很小,则会导致输出Vo不能降下来。

常见的光电耦合电路及其应用分析

常见的光电耦合电路及其应用分析 光电耦合电路是设计中常用的将信号进行隔离和转换并再次利用的一种应用,它主要是将输入的电信号通过介质转换成光信号,再根据介质和电路的特性转换成电信号输出,实现“电-光-电”之间的转换。同时将由于电路之间由于电容/电感等元器件或电磁感应等造成的干扰基本上排除。可见光电耦合电路在各位的设计应用中发挥着重要的作用。 光电耦合器是将光电耦合电路进行了集成和封装后得到的ic产品,它把红外光发射器件和红外光接受器件以及信号处理电路等封装在同一管座内的器件。最常用的发光器件就是LED发光二极管了,当输入电信号加到输入端会导致LED发光,光接受器件接受LED的发光的光信号后将其转换成电信号并输出。 光电耦合电路结构独特,可有效抑噪声消除干扰、开关速度快、体积小、可替代变压器隔离等,并可以组成和应用到开光电路、逻辑电路、隔离耦合电路、高压稳压电路、继电器替代电路等,故小编整理和总结了几种常见的光电耦合电路图,并对他们的应用需要和范围进行分析,希望能给大家的学习、掌握和应用这种电路有一定的指导作用。 (1)组成的多谐振荡器电路图 工作流程为接通电源后: A、电容C两端电压不能突变,电阻R数值大于Rl,电源电压Ec主要加在R上,F点电位很低,LED处于截止状态; B、电容充电电压增加导致F点电位逐渐增高,到达一定程度使LED导通发光,光敏三极管导通饱和,输出电压发生跃变使之接近电源电压;(即U0约=Ec) C、电容上存留电荷通过三极管、LED通路快速放电,并对其反向充电到达一定程度后导致LED截止及三极管截止???; D、电容再次通过电阻R和RL放电进行反向充电,LED发光光敏三极管再次饱和,如此循环形成振荡。 作用:多谐振荡器也叫自激多谐振荡器,它的作用是产生交流信号。将直流电变为交流

光耦的基本知识

光耦的基本知识 光耦合器(optical coupler,英文缩写为OC)亦称光电隔离器,简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用,所以,它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管(LED),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。这就完成了电—光—电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离,电信号传输具有单向性等特点,因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件,因而具有很强的共模抑制能力。所以,它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件,可以大大增加计算机工作的 可靠性。 1.光耦合器的主要优点 信号单向传输,输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离,输出信号对输入端无影响,抗干扰能力强,工作稳定,无触点,使用寿命长,传输效率高。光耦合器是70年代发展起来产新型器件,现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(S SR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。在单片开关电源中,利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路,通过调节控制端电流来改变占空比,达到精密稳压目 的。 十几年来,新型光耦合器不断涌现,满足了各种光控制的要求。其应用范围已扩展到计测仪器,精密仪器,工业用电子仪器,计算机及其外部设备、通信机、信号机和道路情报系统,电力机械等领域。这里侧重介绍该器件的工作特性,驱动和输出电路及部分实际应用电路。近年来问世的线性光耦合器能够传输连续变化的模拟电压或模拟电流信号,使其应用领域大为拓宽。下面分别 介绍光耦合器的工作原理及检测方法。 2. 光耦合器的性能及类型 用于传递模拟信号的光耦合器的发光器件为二极管、光接收器为光敏三极管。当有电流通过发光二极管时,便形成一个光源,该光源照射到光敏三极管表面上,使光敏三极管产生集电极电流,该电流的大小与光照的强弱,亦即流过二极管的正向电流的大小成正比。由于光耦合器的输入端和输出端之间通过光信号来传输,因而两部分之间在电气上完全隔离,没有电信号的反馈和干扰,故性能稳定,抗干扰能力强。发光管和光敏管之间的耦合电容小(2pf左右)、耐压高(2.5KV左右),故共模抑制比很高。输入和输出间的电隔离度取决于两部分供电电源间的绝缘电阻。此外,因其输入电阻小(约10Ω),对高内阻源的噪声相当于被短接。因此,由光耦合器构成的模拟信号隔离电路具有优良的电气 性能。

线性光耦hcnr201资料

1-418 H High-Linearity Analog Optocouplers Technical Data HCNR200HCNR201 CAUTION: It is advised that normal static precautions be taken in handling and assembly of this component to prevent damage and /or degradation which may be induced by ESD. I F I PD1 I PD2 NC NC PD2 CATHODE PD2 ANODE LED CATHODE LED ANODE PD1 CATHODE PD1 ANODE Features ? Low Nonlinearity: 0.01%? K 3 (I PD2/I PD1) Transfer Gain HCNR200: ±15%HCNR201: ±5% ? Low Gain Temperature Coefficient: -65ppm/°C ? Wide Bandwidth – DC to >1 MHz ? Worldwide Safety Approval -UL 1577 Recognized (5 kV rms/1 min Rating)-CSA Approved -BSI Certified -VDE 0884 Approved V IORM = 1414 V peak (Option #050) ? Surface Mount Option Available (Option #300) ? 8-Pin DIP Package - 0.400"Spacing ? Allows Flexible Circuit Design ? Special Selection for HCNR201: Tighter K 1, K 3and Lower Nonlinearity Available Applications ? Low Cost Analog Isolation ? Telecom: Modem, PBX ? Industrial Process Control:Transducer Isolator Isolator for Thermocouples 4mA to 20 mA Loop Isolation ? SMPS Feedback Loop, SMPS Feedforward ? Monitor Motor Supply Voltage ? Medical Description The HCNR200/201 high-linearity analog optocoupler consists of a high-performance AlGaAs LED that illuminates two closely matched photodiodes. The input photodiode can be used to monitor, and therefore stabilize,the light output of the LED. As a result, the nonlinearity and drift characteristics of the LED can be virtually eliminated. The output photodiode produces a photocur-rent that is linearly related to the light output of the LED. The close matching of the photodiodes and advanced design of the package ensure the high linearity and stable gain characteristics of the optocoupler. The HCNR200/201 can be used to isolate analog signals in a wide variety of applications that require good stability, linearity,bandwidth and low cost. The HCNR200/201 is very flexible and, by appropriate design of the application circuit, is capable of operating in many different modes, including: unipolar/ bipolar, ac/dc and inverting/non-inverting. The HCNR200/201 is an excellent solution for many analog isolation problems. Schematic 5965-3577E

PC817A光电耦合器

PC817A/B/C--- 电光耦合器 光耦特性与应用 1.概述 光耦合器亦称光电隔离器,简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用,所以,它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管(LED),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。这就完成了电—光—电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离,电信号传输具有单向性等特点,因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件,因而具有很强的共模抑制能力。所以,它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件,可以大大增加计算机工作的可靠性。 光耦的主要优点是:信号单向传输,输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离,输出信号对输入端无影响,抗干扰能力强,工作稳定,无触点,使用寿命长,传输效率高。光耦合器是70年代发展起来产新型器件,现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。在单片开关电源中,利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路,通过调节控制端电流来改变占空比,达到精密稳压目的。 十几年来,新型光耦合器不断涌现,满足了各种光控制的要求。其应用范围已扩展到计测仪器,精密仪器,工业用电子仪器,计算机及其外部设备、通信机、信号机和道路情报系统,电力机械等领域。这里侧重介绍该器件的工作特性,驱动和输出电路及部分实际应用电路。 近年来问世的线性光耦合器能够传输连续变化的模拟电压或模拟电流信号,使其应用领域大为拓宽。下面分别介绍光耦合器的工作原理及检测方法。 2. 光耦的性能及类型 用于传递模拟信号的光耦合器的发光器件为二极管、光接收器为光敏三极管。当有电流通过发光二极管时,便形成一个光源,该光源照射到光敏三极管表面上,使光敏三极管产生集电极电流,该电流的大小与光照的强弱,亦即流过二极管的正向电流的大小成正比。由于光耦合器的输入端和输出端之间通过光信号来传输,因而两部分之间在电气上完全隔离,没有电信号的反馈和干扰,故性能稳定,抗干扰能力强。发光管和光敏管之间的耦合电容小(2pf左右)、耐压高(2.5KV左右),故共模抑制比很高。输入和输出间的电隔离度取决于两部分供电电源间的绝缘电阻。此外,因其输入电阻小(约10Ω),对高内阻源的噪声相当于被短接。因此,由光耦合器构成的模拟信号隔离电路具有优良的电气性能。 事实上,光耦合器是一种由光电流控制的电流转移器件,其输出特性与普通双极型晶体管的输出特性相似,因而可以将其作为普通放大器直接构成模拟放大电路,并且输入与输出间可实现电隔离。然而,这类放大电路的工作稳定性较差,

光耦参数解释及其设计注意事项

光耦参数解释 1、正向工作电压V (forward voltage ) : V f是指在给定的工作电流下,LED本身的压降。常见的小功率LED通常以l f=10mA来测试正向工作电压,当然不同的LED,测试条件和测试结果也会不一样。 2、正向电流I f:在被测管两端加一定的正向电压时二极管中流过的电流。 3、反向工作电压 V r (reverse voltage :是指原边发光二极管所能承受的最大反向电 压,超过此反向电压,可能会损坏LED。而一般光耦中,这个参数只有5V左右,在存在反压或振荡的条件下使用时,要特别注意不要超过反向电压。如,在使用交流脉冲驱动LED 时,需要增加保护电路。 4、反向电流l r:在被测管两端加规定反向工作电压V r时,二极管中流过的电流。 5、反向击穿电压V br ::被测管通过的反向电流I r为规定值时,在两极间所产生的电压降。 6、结电容C j :在规定偏压下,被测管两端的电容值。 7、电流传输比CTR(current transfer ratio ):指在直流工作条件下,光耦的输出电流与输入电流之间的比值。光耦的CTR类似于三极管的电流放大倍数,是光耦的一个极为重要的参数,它取决于光耦的输入电流和输出电流值及电耦的电源电压值,这几个参数共同决定了光耦工 作在放大状态还是开关状态,其计算方法与三极管工作状态计算方法类似。若输入电流、输出电流、电流传输比设计搭配不合理,可能导致电路不能工作在预想的工作状态。

8、集电极电流l c (collector current):如上图,光敏三极管集电极所流过的电流,通常表示其最大值。 9、输出饱和压降VCE(sat):发光二极管工作电流IF和集电极电流IC为规定值时,并保持IC/IF < CTRminH^( CTRmin在被测管技术条件中规定)集电极与发射极之间的电压降。 10、反向击穿电压V ( BR)ce。:发光二极管开路,集电极电流I c为规定值,集电极与发射集间的电压降。 11、反向截止电流I ce。:发光二极管开路,集电极至发射极间的电压为规定值时,流过集电极的电流为反向截止电流。 12、C-E饱和电压V ce(C-E saturation voltage ):光敏三极管的集电极-发射极饱和压降。 13、入出间隔离电容C io :光耦合器件输入端和输出端之间的电容值。 14、入出间隔离电阻:半导体光耦合器输入端和输出端之间的绝缘电阻值。 15、入出间隔离电压Vg :光耦合器输入端和输出端之间绝缘耐压值 16、传输延迟时间T PHL、T PLH :光耦合器在规定工作条件下,发光二极管输入规定电流I FP 的脉冲波,输出端管则输出相应的脉冲波,从输入脉冲前沿幅度的50%到输出脉冲电平下 降到1.5V时所需时间为传输延迟时间T p HL。从输入脉冲后沿幅度的50%到输出脉冲电平上 升到1.5V时所需时间为传输延迟时间T PLH。 17、上升时间Tr (Rise Time)&下降时间T f (Fall Time),其定义与典型测试方法如下图所示,它们反映了工作在开关状态的光耦,其开关速度情况。 T£ST CJHCUIT WAVE FORWS AJiusl I F tit pfodux I C- Z A

光电耦合器moc3083

光电耦合器 本词条由“科普中国”百科科学词条编写与应用工作项目审核。 光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内,彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端,受光器的引脚为输出端,常见的发光源为发光二极管,受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。 中文名 光电耦合器 外文名 optical coupler 英文缩写 OC 目录 .1基本资料 .?简介 .2工作原理 .?基本原理 .?基本工作特性(光敏三极管) .3结构特点 .4仪器测试 .5应用

.?开关电路 .6具体应用 .?组成开关电路 .?组成逻辑电路 .?隔离耦合电路 .?高压稳压电路 .?门厅照明灯自动控制电路 .7分类 .?按光路径分 .?按输出形式分 .?按封装形式分 .?按传输信号分 .?按速度分 .?按通道分 .?按隔离特性分 .?按工作电压分 .8选取原则 .9发展现状注意事项 .10发展现状 .11应用前景 基本资料 编辑 简介 光电耦合器(optical coupler,英文缩写为OC)亦称光电隔离器,简称光耦。光电耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用,所以,它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管(LED),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。这就完成了电—光—电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离,电信号传输具有单向性等特点,因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。 光电耦合器是一种把发光器件和光敏器件封装在同一壳体内,中间通过电→光→电的转换来传输电信号的半导体光电子器件。其中,发光器件一般都是发光二极管。而光敏器

光电耦合器的发展及应用(精)

光电耦合器的发展及应用 摘要:半导体光电耦合器现已发展成为一类特殊的半导体隔离器件。它体积小、寿命长、无触点、抗干扰、能隔离,并具有单向信号传输和容量连接等功能。文中介绍了光电耦合器的典型结构和特点以及国内外的发展现状,最后给出了半导体电隔离耦合器件的多种应用电路实例。 关键词:发光器件光接收器件输入输出光电耦合器 随着半导体技术和光 电子学的发展,一种 能有效地隔离噪音和 抑制干扰的新型半导 体器件——光电耦合 器于1966年问世了。 光电耦合器的优点是 体积小、寿命长、无 触点、抗干扰能力 强、能隔离噪音、工 作温度宽,输入输出之间电绝缘,单向传输信号及逻辑电路易连接等。光电耦合器按光接收器件可分为有硅光敏器件(光敏二极管、雪崩型光敏二极管、PIN 光敏二极管、光敏三极管等)、光敏可控硅和光敏集成电路。把不同的发光器件和各种光接收器组合起来,就可构成几百个品种系列的光电耦合器,因而,该器件已成为一类独特的半导体器件。其中光敏二极管加放大器类的光电耦合器随着近年来信息处理的数字化、高速化以及仪器的系统化和网络化的发展,其需求量不断增加。 1 光电耦合器的结构特点 光电耦合器的主要结构是把发光器件和光接收器件组装在一个密闭的管壳内,然后利用发光器件的管脚作输入端,而把光接收器的管脚作为输出端。当在输入端加电信号时,发光器件发光。这样,光接收器件由于光敏效应而在光照后产生光电流并由输出端输出。从而实现了以“光”为媒介的电信号传输,而器件的输入和输出两端在电气上是绝缘的。这样就构成了一种中间通过光传输信号的新型半导体电子器件。光电耦合器的封装形式一般有管形、双列直插式和光导纤维连接三种。图1是三种系列的光电耦合器电路图。 光电耦合的主要特点如下: ●输入和输出端之间绝缘,其绝缘电阻一般都大于10 10Ω,耐压一般可超过1kV,有的甚至可以达到10kV以上。

IGBT的常识及使用注意事项

IGBT的常识及使用注意事项 一、IGBT管简介 IGBT管是绝缘栅双极型晶体管(Isolated Gate Bipolar Transistor)的简称,它是80年代初诞生,90年代迅速发展起来的新型复合电力电子器件IGBT管是由MOSFET场效应晶体管和BJT双极型晶体管复合而成的,其输入级为MOSFET,输出级为PNP型大功率三极管,它融和了这两种器件的优点,既具有MOSFET器件输入阻抗高响应速度快热稳定性好和驱动电路简单的优点,又具有双极型器件通态电压低耐压高和输出电流大的优点,其频率特性介于MOS-FET与功率晶体管之间,可正常工作于几十kHz频率范围内,在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用,在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位IGBT管的开通和关断是由栅极电压来控制IGBT管的。当栅极加正电压时,OSFET内形成沟道,并为PNP晶体管提供基极电流,从而使IGBT管导通,此时高耐压的IGBT管也具有低的通态压降在栅极上加负电压时,MOSFET内的沟道消失,PNP晶体管的基极电流被切断,IGBT管即关断 IGBT管与MOSFET一样也是电压控制型器件,在它的栅极发射极间施加十几伏的直流电压,只有微安级的漏电流,基本上不消耗功率,显示了输入阻抗大的优点。 二、IGBT管的代换 由于IGBT管工作在大电流高电压状态,工作频率较高,发热量大,因此其故障率较高,又由于其价格较高,故代换IGBT管时,应遵循以下原则:首先,尽量用原型号的代换,这样不仅利于固定安装,也比较简便其次,如果没有相同型号的管子,可用参数相近的IGBT管来代换,一般是用额定电流较大的管子代替额定电流较小的,用高耐压的代替低耐压的,如果参数已经磨掉,可根据其额定功率来代换。 三、IGBT管的保存 保存半导体元件的场合温度与湿度应保持常温常湿状态,不应偏离太大一般地,常温规定为5~35摄氏度,常湿规定为45%~75%在冬天特别干燥的地区,需用加湿机加湿装IGBT管模块的容器,应选用不带静电的容器并尽量远离有腐蚀性气体或灰尘较多的场合在温度发生急剧变化的场所IGBT模块表面可能有结露水的现象,因此IGBT模块应放在温度变化较小的地方。 四、使用注意事项 IGBT管的栅极通过一层氧化膜与发射极实现电隔离由于此氧化膜很薄,IGBT管的UGE 的耐压值为 20V,在IGBT管加超出耐压值的电压时,会导致损坏的危险此外,在栅极发射极间开路时,若在集电极与发射极间加上电压,则随着集电极电位的变化,由于集电极有漏电流流过,栅极电位升高,集电极则有电流流过这时,如果集电极与发射极间存在高电压,则有可能使IGBT管发热乃至损坏在应用中,有时虽然保证了栅极驱动电压没有超过栅极最大额定电压,但栅极连线的寄生电感和栅极与集电极间的电容耦合,也会产生使氧化层损坏的振荡电压为此,通常采用双绞线来传送驱动信号,以减少寄生电感在栅极连线中串联小电阻也可以抑制振荡电压,如果栅极回路不合适或者栅极回路完全不能工作时(栅极处于开路状态),若在主回路上加上电压,则IGBT管就会损坏为防止这类损坏情况发生,应在栅极一发射极之间接一只10千欧左右的电阻。此外,由于IGBT管为MOS结构,对于静电就要十分注意因此,请注意下面几点: (1)在使用模块时,手持分装件时,请勿触摸驱动端子部分当必须要触摸模块端子时,要先将人体或衣服上的静电放电后,再触摸; (2)在用导电材料连接IGBT管的驱动端子时,在配线未接好之前请先不要接上模块; (3)尽量在底板良好接地的情况下操作如焊接时,电烙铁要可靠接地在安装或更换IGBT管时,应十分重视IGBT管与散热片的接触面状态和拧紧程度,为了减少接触热阻,最好在散热器与

线性光耦隔离电路

线性光耦隔离电路 线性光耦隔离电路的设计 所设计的线性光耦隔离电路是由两个光电耦合器、两个偏置输入电路和一个差分放大电路组成,框图如图1所示。 因为光电耦合器有其特有的工作线性区,偏置输入是用来调节光电耦合器(1)的输入电流,使其工作在线性区。而光电耦合器(2)和偏置输入(2)通过差分放大电路来耦合光电耦合器(1)的漂移和非线性。差分放大电路还用来得到放大的模拟信号。 光耦隔离放大电路采用TLP521-2光电耦合器、LF356普通一路放大器和LF347普通四路放大器。TLP521-2光电耦合器是集成了图1中光电耦合器(1)和(2),LF356主要用于信号输入前的信号处理,一方面保证光电耦合器工作在线性区,另一方面,对输入信号作简单的放大。LF347则组成差分放大电路。所以光耦隔离放大电路的结构图如图2所示。 线性光耦隔离电路的接线原理如图3所示。 图中,LF356为放大器(1),中间两个光电耦合器由TLP521-2构成,后面四个放大器由LF347构成。

线性光耦隔离电路的工作原理 光电耦合器的工作特性 TLP521-2光电耦合器是由两个单独的光电耦合器组成。一般来讲,光电耦合器由一个发光二极管和一个光敏器件构成。发光二极管的发光亮度L与电流成正比,当电流增大到引起结温升高时,发光二极管呈饱和状态,不再在线性工作区。光电二极管的光电流与光照度的关系可用IL∝Eu表述。其中,E为光照度,u=1±0.05,因此,光电流基本上随照度而线性增大。但一般硅光电二极管的光电流是几十微安,对于光敏三极管,由于其放大系数与集电极电流大小有关,小电流时,放大系数小,所以光敏三极管在低照度时灵敏度低,而在照度高时,光电流又呈饱和趋势。达不到线性效果。 因为不同的光电耦合器有不同的工作线性区,所以,在试验过程中,应该首先找到光电耦合器的线性区。光电耦合器TLP521-2的电流线性区大约为1~10mA。 光电耦合器的偏置输入电路可以决定输入它的电流的范围,偏置电路设计的好,可以使得输入电流在很大范围内变化时,光电耦合器依然工作在线性区。 差分放大电路工作原理 本电路中差分放大电路采用多运放、可增益、可调零电路。图3中,两个光电耦合器的输出分别通过放大器(2)和(3)输入到放大器(4)的同相端和反相端,再差分放大到输出。放大器(5)主要是用来调零。其中,光电耦合器(2)的偏置输入电路通过放大电路来补偿光电耦合器(1)的漂移以及非线性部分。一旦补偿奏效,电路的输出就只与光电耦合器(1)的输入有关。 线性光隔离电路在程控电压源中的应用 本电路所用输入电压是由PC机给定,该电压由程序控制,并且可调节。通过D/A转换,变成模拟信号后,送到光耦合隔离放大电路的输入端,由隔离放大电路隔离放大后从放大器(5)输出。同时在输出端找一个反馈点,同样通过隔离放大电路和A/D转换返回PC机,通过反馈调整程序,使输出更精确。 本实验所要求的PC机给定电压为0-5V,输出要求达到0-12V。 光耦合隔离电路在程控电压源中应用的框图如图4所示。 由于试验的目的是为了得到不受输入影响的精确模拟信号,电路首先要凋零,即在零输入状态下保证输出为零。调试步骤如下: 1.调节放大器(1)的反相端,使输入电压为零(即接地)。 2.为保证光电耦合器(1)工作在线性区,调节放大器(1)同相端的输入电压,使输出电压达到一个线性度较好的工作区。 3.调节光电耦合器(2),使得两个耦合器的输入电流完全相同(因为其电流工作特l生),从而使得输出电流也近似相同(因为电子 元器件本身的误差,不可能完全相同)。 4.调节放大器(2)和(3)的正相输入电压,使两者相等。这样,在放大器(4)的输出端可以得到一个接近零的输出(也不能完全为零)。 R12为放大倍数调节电阻。 5.调节R17使得放大器(5)输出端电压为零,即PR17为调零电阻。 6.根据所给输入电压Vin调节放大倍数,得到所需电压Vout。 通过试验及调试,得到一组线性度很好的数据。 调试中应注意的问题 1.电路中所有+Vcc均为+12V,-Vcc均为-12V,GND为地,但光电耦合器左右两边用两套电源,以避免信号干扰。 2.对单个放大器而言,在调试时,尽量让输出电压在12V以下。 3.光电耦合器的输入电流应在2~10mA为宜(这是光电耦合器的线性区,电流太大或太小都会偏离线性区),本实验采用 6.17mA(0V输入时)。且当输入电压Vin从0~5V改变时,光电耦合器(1)的输入电流应尽量在一个较小的范围内变化,这样可以尽可能 保证输入电流在光电耦合器的线性区内变化。 4.电压放大过程实际由两部分组成,第一部分为放大器(1),第二部分为后四个放大器组成的集成运放块。 结束语 研究结果表明,上述光耦隔离放大电路可用于多种模拟信号的隔离,尤其是隔离数字信号对模拟信号的干扰。它的优点主要体现在体积小、寿命长、价格便宜、输入与输出之间绝缘、单向传输信号,且工作频率可以高达上百千赫,可以用于频率要求较宽的电路设计。 它除了具有通常光电耦合器所特有的性能外,还具有输出线性度好、光漂移影响小等特点,因此可以用来消除测控系统的外部干扰,抑

光耦参数解释与设计注意事项

一:光耦参数解释 1、正向工作电压f V (forward voltage ):f V 是指在给定的工作电流下,LED 本身的压降。常见的小功率LED 通常以f I =10mA 来测试正向工作电压,当然不同的LED ,测试条件和测试结果也会不一样。 2、正向电流f I :在被测管两端加一定的正向电压时二极管中流过的电流。 3、反向工作电压r V (reverse voltage ):是指原边发光二极管所能承受的最大反向电压,超过此反向电压,可能会损坏LED 。而一般光耦中,这个参数只有5V 左右,在存在反压或振荡的条件下使用时,要特别注意不要超过反向电压。如,在使用交流脉冲驱动LED 时,需要增加保护电路。 4、反向电流r I :在被测管两端加规定反向工作电压r V 时,二极管中流过的电流。 5、反向击穿电压br V ::被测管通过的反向电流r I 为规定值时,在两极间所产生的电压降。 6、结电容j C :在规定偏压下,被测管两端的电容值。 7、电流传输比CTR(current transfer ratio ):指在直流工作条件下,光耦的输出电流与输入电流之间的比值。光耦的CTR 类似于三极管的电流放大倍数,是光耦的一个极为重要的参数,它取决于光耦的输入电流和输出电流值及电耦的电源电压值,这几个参数共同决定了光耦工作在放大状态还是开关状态,其计算方法与三极管工作状态计算方法类似。若输入电流、输出电流、电流传输比设计搭配不合理,可能导致电路不能工作在预想的工作状态。

8、集电极电流c I (collector current ):如上图,光敏三极管集电极所流过的电流,通常表示其最大值。 9、输出饱和压降VCE(sat):发光二极管工作电流IF 和集电极电流IC 为规定值时,并保持IC/IF≤CTRmin 时(CTRmin 在被测管技术条件中规定)集电极与发射极之间的电压降。 10、反向击穿电压ceo )(BR V :发光二极管开路,集电极电流c I 为规定值,集电极与发射集间的电压降。 11、反向截止电流ceo I :发光二极管开路,集电极至发射极间的电压为规定值时,流过集电极的电流为反向截止电流。 12、C-E 饱和电压ce V (C-E saturation voltage ):光敏三极管的集电极-发射极饱和压降。 13、入出间隔离电容io C :光耦合器件输入端和输出端之间的电容值。 14、入出间隔离电阻io R :半导体光耦合器输入端和输出端之间的绝缘电阻值。 15、入出间隔离电压io V :光耦合器输入端和输出端之间绝缘耐压值 16、传输延迟时间PHL T 、PLH T :光耦合器在规定工作条件下,发光二极管输入规定电流FP I 的脉冲波,输出端管则输出相应的脉冲波,从输入脉冲前沿幅度的50%到输出脉冲电平下降到1.5V 时所需时间为传输延迟时间PHL T 。从输入脉冲后沿幅度的50%到输出脉冲电平上升到1.5V 时所需时间为传输延迟时间PLH T 。 17、上升时间Tr (Rise Time)& 下降时间f T (Fall Time),其定义与典型测试方法如下图所示,它们反映了工作在开关状态的光耦,其开关速度情况。

线性光耦

线性光耦原理与电路设计(2007-04-03 11:51) 分类:工作日志 1. 线形光耦介绍 光隔离是一种很常用的信号隔离形式.常用光耦器件及其外围电路组成.由于光耦电路简单,在数字隔离电路或数据传输电路中常常用到,如UART协议的20mA电流环.对于模拟信号,光耦因为输入输出的线形较差,并且随温度变化较大,限制了其在模拟信号隔离的应用. 对于高频交流模拟信号,变压器隔离是最常见的选择,但对于支流信号却不适用.一些厂家提供隔离放大器作为模拟信号隔离的解决方案,如ADI的AD202,能够提供从直流到几K的频率内提供0.025%的线性度,但这种隔离器件内部先进行电压- 频率转换,对产生的交流信号进行变压器隔离,然后进行频率-电压转换得到隔离效果.集成的隔离放大器内部电路复杂,体积大,成本高,不适合大规模应用. 模拟信号隔离的一个比较好的选择是使用线形光耦.线性光耦的隔离原理与普通光耦没有差别,只是将普通光耦的单发单收模式稍加改变,增加一个用于反馈的光接受电路用于反馈.这样,虽然两个光接受电路都是非线性的,但两个光接受电路的非线性特性都是一样的,这样,就可以通过反馈通路的非线性来抵消直通通路的非线性,从而达到实现线性隔离的目的. 市场上的线性光耦有几中可选择的芯片,如Agilent公司的HCNR200/201,TI子公司TOAS的TIL300,CLARE的LOC111等.这里以HCNR200/201为例介绍. 2. 芯片介绍与原理说明 HCNR200/201的内部框图如下所示 其中1、2引作为隔离信号的输入,3、4引脚用于反馈,5、6引脚用于输出.1、2引脚之间的电流记作IF,3、4引脚之间和5、6引脚之间的电流分别记作IPD1和IPD2.输入信号经过电压-电流转化,电压的变化体现在电流IF上,IPD1和IPD2基本与IF成线性关系,线性系数分别记为K1和K2,即

各种光电耦合器参数

常用参数 正向压降VF:二极管通过的正向电流为规定值时,正负极之间所产生的电压降。 正向电流IF:在被测管两端加一定的正向电压时二极管中流过的电流。 反向电流IR:在被测管两端加规定反向工作电压VR时,二极管中流过的电流。 反向击穿电压VBR::被测管通过的反向电流IR为规定值时,在两极间所产生的电压降。结电容CJ:在规定偏压下,被测管两端的电容值。 反向击穿电压V(BR)CEO:发光二极管开路,集电极电流IC为规定值,集电极与发射集间的电压降。 输出饱和压降VCE(sat):发光二极管工作电流IF和集电极电流IC为规定值时,并保持 IC/IF≤CTRmin时(CTRmin在被测管技术条件中规定)集电极与发射极之间的电压降。 反向截止电流ICEO:发光二极管开路,集电极至发射极间的电压为规定值时,流过集电极的电流为反向截止电流。 电流传输比CTR:输出管的工作电压为规定值时,输出电流和发光二极管正向电流之比为电流传输比CTR。 脉冲上升时间tr、下降时间tf:光耦合器在规定工作条件下,发光二极管输入规定电流IFP 的脉冲波,输出端管则输出相应的脉冲波,从输出脉冲前沿幅度的10%到90%,所需时间为脉冲上升时间tr。从输出脉冲后沿幅度的90%到10%,所需时间为脉冲下降时间tf。 传输延迟时间tPHL、tPLH:光耦合器在规定工作条件下,发光二极管输入规定电流IFP的脉冲波,输出端管则输出相应的脉冲波,从输入脉冲前沿幅度的50%到输出脉冲电平下降到1.5V时所需时间为传输延迟时间tPHL。从输入脉冲后沿幅度的50%到输出脉冲电平上升到1.5V时所需时间为传输延迟时间tPLH。 入出间隔离电容CIO:光耦合器件输入端和输出端之间的电容值。 入出间隔离电阻RIO:半导体光耦合器输入端和输出端之间的绝缘电阻值。 入出间隔离电压VIO:光耦合器输入端和输出端之间绝缘耐压值。 最大额定值 参数名称 符号 最大额定值 单位 V 反向电压 5 V R I 正向电流 50 mA

IGBT的常识及使用注意事项

IGBT的常识及使用注意事项 IGBT的常识及使用注意事项一、IGBT管简介 IGBT管是绝缘栅双极型晶体管(Isolated Gate Bipolar Transistor)的简称,它是80年代初诞生,90年代迅速发展起来的新型复合电力电子器件IGBT管是由MOSFET场效应晶体管和BJT双极型晶体管复合而成的,其输入级为MOSFET,输出级为PNP型大功率三极管,它融和了这两种器件的优点,既具有MOSFET器件输入阻抗高响应速度快热稳定性好和驱动电路简单的优点,又具有双极型器件通态电压低耐压高和输出电流大的优点,其频率特性介于MOS-FET与功率晶体管之间,可正常工作于几十kHz频率范围内,在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用,在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位IGBT管的开通和关断是由栅极电压来控制IGBT管的。当栅极加正电压时,OSFET内形成沟道,并为PNP晶体管提供基极电流,从而使IGBT管导通,此时高耐压的IGBT管也具有低的通态压降在栅极上加负电压时,MOSFET内的沟道消失,PNP 晶体管的基极电流被切断,IGBT管即关断IGBT管与MOSFET一样也是电压控制型器件,在它的栅极发射极间施加十几伏的直流电压,只有微安级的漏电流,基本上不消耗功率,显示了输入阻抗大的优点。

二、IGBT管的代换 由于IGBT管工作在大电流高电压状态,工作频率较高,发热量大,因此其故障率较高,又由于其价格较高,故代换IGBT管时,应遵循以下原则:首先,尽量用原型号的代换,这样不仅利于固定安装,也比较简便其次,如果没有相同型号的管子,可用参数相近的IGBT管来代换,一般是用额定电流较大的管子代替额定电流较小的,用高耐压的代替低耐压的,如果参数已经磨掉,可根据其额定功率来代换。 三、IGBT管的保存 保存半导体元件的场合温度与湿度应保持常温常湿状态,不应偏离太大一般地,常温规定为5~35摄氏度,常湿规定为45%~75%在冬天特别干燥的地区,需用加湿机加湿装IGBT管模块的容器,应选用不带静电的容器并尽量远离有腐蚀性气体或灰尘较多的场合在温度发生急剧变化的场所IGBT模块表面可能有结露水的现象,因此IGBT模块应放在温度变化较小的地方。 四、使用注意事项 IGBT管的栅极通过一层氧化膜与发射极实现电隔离由于此氧化膜很薄,IGBT管的UGE 的耐压值为20V,在IGBT 管加超出耐压值的电压时,会导致损坏的危险此外,在栅极发射极间开路时,若在集电极与发射极间加上电压,则随着集电极电位的变化,由于集电极有漏电流流过,栅极电位

线性光耦HCNR200中文数据手册

3.3.3 HCNR200/201性能描述 HCNR200/201是一种高线性度模拟光电耦合器,如图3-7所示,它由一个AlGaAs 制作成的高性能发光二极管和两个结构相同的光电二极管组成。发光二极管具有稳定的光输出,可用来监控。两个光电二极管可以同时接收发光二极管输出的信号。HCNR200/201采用先进的封装形式,保证了光耦的高线性度和稳定的增益特性。 图 3-7 HCNR200封装图 HCNR200/201可以用于隔离模拟信号,具有良好的稳定性、线性度、频带宽和低成本等特性。HCNR200/201具有非常灵活的特性,可设计相应的应用电路,能够在许多不同的模式下进行操作,包括:单极/双极、ac / dc和反向/正向。HCNR200/201很好的解决了许多模拟隔离问题。 HCNR200/201产品特点有非线性度高,数值为0.01%;HCNR200传递增益(IPD2 / IPD1?K3)为±15%,HCNR201的传递增益为±5%;增益温度系数为-65ppm /℃;带宽> 1兆赫;封装形式分为8引脚DIP和贴片两种;HCNR200/201允许灵活的电路设计。

图 3-8 HCNR200内部管脚图 HCNR200/201主要应用在低成本的模拟信号隔离、工业过程控制、电子反馈回路、监测电机电源电压、医疗等领域。其内部结构图如图3-8所示。 图3-8说明了HCNR200/201是一种高线性度的光耦。它由一个发光二极管(LED)和两个同种工艺的光电二极管组成。其中一个光电二极管(PD1)在隔离电路的输入部分,另一个光电二极管(PD2)构成隔离电路的输出部分。由于光耦的封装,使每一个光电二极管可从LED上接收大致相同数量的光线。 放大器与PD1组成的外部反馈电路可用来监控发光二极管(LED)发出的光,并且可以补充流过LED的电流起到对LED的调节作用。使得LED输出的光信号更加稳定,当PD2接收到光信号后,可以再通过另一个运算放大器把接收到的电流信号转化为电压信号。 图 3-9 HCNR200功能分析图 如图3-9所示,运用HCNR200/201光耦实现了一个简单的隔离放大电路。该电路由HCNR200/201高精度线性光耦和两个电阻组成,这个电路虽然简单,但是正常功能是非常有用的。如图3-10所示,是由该电路和几个电容元器件组成的实际隔离放大电路。 图 3-10 HCNR200功能分析图 从图3-9的输入部分电路我们不能明显的观察到隔离的效果。简而言之,集成运放A1可以调节流过LED的电流,PD1( I)可以维持集成运放输入端保持在0 V。例如, PD 1 提高输入电压,使得集成运放A1的同向输入端由负值接近0V,使得 I增大,由于 PD 1

光电耦合器工作原理详细解说

光电耦合器工作原理详细解说 光电耦合器件简介 光电偶合器件(简称光耦)是把发光器件(如发光二极体)和光敏器件(如光敏三极管)组装在一起,通过光线实现耦合构成电—光和光—电的转换器件。光电耦合器分为很多种类,图1所示为常用的三极管型光电耦合器原理图。 当电信号送入光电耦合器的输入端时,发光二极体通过电流而发光,光敏元件受到光照后产生电流,CE导通;当输入端无信号,发光二极体不亮,光敏三极管截止,CE不通。对于数位量,当输入为低电平“0”时,光敏三极管截止,输出为高电平“1”;当输入为高电平“1”时,光敏三极管饱和导通,输出为低电平“ 0”。若基极有引出线则可满足温度补偿、检测调制要求。这种光耦合器性能较好,价格便宜,因而应用广泛。 图一最常用的光电耦合器之内部结构图三极管接收型 4脚封装

图二光电耦合器之内部结构图三极管接收型 6脚封装 图三光电耦合器之内部结构图双发光二极管输入三极管接收型 4脚封装

图四光电耦合器之内部结构图可控硅接收型 6脚封装

图五光电耦合器之内部结构图双二极管接收型 6脚封装 光电耦合器之所以在传输信号的同时能有效地抑制尖脉冲和各种杂讯干扰,使通道上的信号杂讯比大为提高,主要有以下几方面的原因: (1)光电耦合器的输入阻抗很小,只有几百欧姆,而干扰源的阻抗较大,通常为105~106Ω。据分压原理可知,即使干扰电压的幅度较大,但馈送到光电耦合器输入端的杂讯电压会很小,只能形成很微弱的电流,由于没有足够的能量而不能使二极体发光,从而被抑制掉了。 (2)光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联系,也没有共地;之间的分布电容极小,而绝缘电阻又很大,因此回路一边的各种干扰杂讯都很难通过光电耦合器馈送到另一边去,避免了共阻抗耦合的干扰信号的产生。 (3)光电耦合器可起到很好的安全保障作用,即使当外部设备出现故障,甚至输入信号线短接时,也不会损坏仪表。因为光耦合器件的输入回路和输出回路之间可以承受几千伏的高压。 (4)光电耦合器的回应速度极快,其回应延迟时间只有10μs左右,适于对回应速度要求很高的场合。 光电隔离技术的应用 微机介面电路中的光电隔离 微机有多个输入埠,接收来自远处现场设备传来的状态信号,微机对这些信号处理后,输出各种控制信号去执行相应的操作。在现场环境较恶劣时,会存在较大的杂讯干扰,若这些干扰随输入信号一起进入微机系统,会使控制准确性降低,产生误动作。因而,可在微机的输入和输出端,用光耦作介面,对信号及杂讯进行隔离。典型的光电耦合电路如图6所示。该电路主要应用在“A/D转换器”的数位信号输出,及由

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