1、基本原理:
1.1、光耦亦稱光電隔離器或光電耦合器,它是以光為媒介來傳輸電信號的元器件,光耦的主要構件是發光器件和光敏器件,當輸入端有電信號,發光二極管發出光線,光敏器件接收光線后會產生光電流,從輸出端流出,實現了“電-光-電“的控制。
2、優點:
2.1、 信號單向傳輸,輸入端與輸出端實現了電器隔離,且隔離耐壓高。 2.2、抗干擾能力強,無觸點,使用壽命長,傳輸效率高。
3、TLP521的簡單應用:
3.1、輸入端接入3.3V電壓 100Hz 的脈沖方波,流過限流電阻R1后輸入TLP251光耦的輸入端,這時發光二極管會和方波一樣的周期性導通、截止;輸出端從光敏三極管的集電極輸出,光耦輸出是反相的。這里Multisim14.0仿真的輸入端電壓是3.3V;輸出端上拉一個電阻接5V電壓;在實際應用中,輸入和輸出是兩個不同的電源,如下圖所示:
4、光耦的參數和電路選型:
4.1、在光耦的選型中,要重點關注輸入端的正向工作電壓Vf(Forward Voltage);正向工作電流If(Forward Current);反向電壓Vr(Reverse Voltage );反向電流Ir(Reverse Current );輸出端的電流,電阻;以及很重要的參數:電流傳輸比。我們這里仿真以TLP521-1為例,輸入端電平為3.3V,輸出端電平為5V,查看TLP521-1參數如下:
4.2、輸入電流
4.3、電流傳輸比
4.4、正向工作電壓
4.5、先看輸入端,輸入電流If值在0-25mA,輸入壓降 在10mA時為1.0V-1.3V,這時候光耦能工作在較理想的狀態,由此可算出輸入電阻取值:
Ri = (3.3-1.15)/10mA = 215Ω
再次,看電流傳輸比,即4.3圖中的50%-600%,它表征的是輸出端電流/輸入端電流;先計算出輸出端可能達到的電路,當輸入端電路為10mA時,看參數表的電流傳輸比最小為50%,故輸出端最小有10mA*50%=5mA的電流,所以需要輸出端的電阻最小取值為:
Ro= (5V/5mA) = 1KΩ
注:當電阻越大,導通時電阻的壓降越大,越容易進入飽和區,如下圖所示
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