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      6. 光耦電流傳輸比(CTR)對開關(guān)電源的影響介紹
        • 發(fā)布時間:2021-04-14 16:18:13
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        光耦電流傳輸比(CTR)對開關(guān)電源的影響介紹
        光耦的技術(shù)參數(shù)主要有發(fā)光二極管正向壓降 VF、正向電流 IF、電流傳輸比 CTR、輸入級與輸出級之間的絕緣電阻、集電極 - 發(fā)射極反向擊穿電壓 V(BR)CEO、集電極 - 發(fā)射極飽和壓降 VCE(sat)。此外,在傳輸數(shù)字信號時還需考慮上升時間、下降時間、延遲時間和存儲時間等參數(shù)。
        CTR 電流傳輸比(Current transfer ration)是用于描述光耦合器特性的參數(shù),可表示為:
        光耦
        在上述公式中:
        IC:副邊輸出電流
        IF:原邊輸入電流
        CTR:發(fā)光管和光敏三極管電流比的最小值
        光耦的技術(shù)參數(shù)主要有發(fā)光二極管正向壓降 VF、正向電流 IF、電流傳輸比 CTR、輸入級與輸出級之間的絕緣電阻、集電極 - 發(fā)射極反向擊穿電壓 V(BR)CEO、集電極 - 發(fā)射極飽和壓降 VCE(sat)。此外,在傳輸數(shù)字信號時還需考慮上升時間、下降時間、延遲時間和存儲時間等參數(shù)。
        普通光耦合器的 CTR-IF 特性曲線呈非線性,在 IF 較小時的非線性失真尤為嚴(yán)重,因此它不適合傳輸模擬信號。線性光耦合器的 CTR-IF 特性曲線具有良好的線性度,特別是在傳輸小信號時,其交流電流傳輸比(ΔCTR=ΔIC/ΔIF)很接近于直流電流傳輸比 CTR 值。因此,它適合傳輸模擬電壓或電流信號,能使輸出與輸入之間呈線性關(guān)系。這是它的一項(xiàng)非常重要特性。
        電流傳輸比是光耦合器的重要參數(shù),通常用直流電流傳輸比來表示。當(dāng)輸出電壓保持恒定時,它等于直流輸出電流 IC 與直流輸入電流 IF 的百分比。采用一只光敏三極管的光耦合器,CTR 的范圍大多為 20%~300%(如 4N35),而 PC817 系列則為 50%~600%。這表明欲獲得同樣的輸出電流,后者只需較小的輸入電流。因此,CTR 參數(shù)與晶體管的 hFE 有某種相似之處。
        使用光耦合器主要是為了提供輸入電路和輸出電路間的隔離,在設(shè)計(jì)電路時,下列所選用的光耦合器必須符合國內(nèi)和國際有關(guān)隔離擊穿電壓的標(biāo)準(zhǔn)。鑒于此類光耦合器呈現(xiàn)開關(guān)特性,其線性度差,適合傳輸數(shù)字信號(高、低電平),可以用于單片機(jī)的輸出隔離;所選用的光耦合器必須具有較高的耦合系數(shù)。
        光耦
        在開關(guān)電源的隔離中,以及設(shè)計(jì)光耦反饋式開關(guān)電源時,必須正確選擇線性光耦合器的型號及參數(shù),除了必須遵循普通光耦的選取原則外,還必須遵循下列原則: 
        1、推薦采用線性光耦合器,其特點(diǎn)是 CTR 值能夠在一定范圍內(nèi)做線性調(diào)整。
        2、光耦合器的電流傳輸比(CTR)的允許范圍是 50%~200%。這是因?yàn)楫?dāng) CTR<50%時,光耦中的 LED 就需要較大的工作電流(IF>5.0mA),才能正常控制單片開關(guān)電源 IC 的占空比,這會增大光耦的功耗。若 CTR>200%,在啟動電路或者當(dāng)負(fù)載發(fā)生突變時,有可能將單片開關(guān)電源誤觸發(fā),影響正常輸出。
        3、若用放大器電路去驅(qū)動光耦合器,必須精心設(shè)計(jì),保證它能夠補(bǔ)償耦合器的溫度不穩(wěn)定性和漂移。
        以下是常見光耦合器 PC817 系列的一些參數(shù)(僅供參考):
        光耦
        光耦
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