光电耦合器的隔离作用是什么?

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点击量: 147001 来源: 深圳市凯高达科技有限公司
光电耦合器的隔离作用是什么?

1. 光电耦合器的类型
 
       光电耦合器的主要构件是发光器件和光敏器件,发光器件一般都是IRLED,而光接受器件有光敏二极管、光敏三极管、达林顿管、光集成电路等类型,在高频开关电源中,对光电耦合器的响应速度要求很高,故一般采用如图1所示的响应较快的高速型,延迟时间在500nS以内。用于模拟信号或直流信号传输时,应采用线性光电耦合器以减小失真,而传输数字开关信号时,对其线性度的要求不太严格。

2. 光电耦合器的重要参数

①隔离电容   一般要求小于1PF
②直流电流传输比CTR  一般为20%--300%,越接近常数则线性越好,其大小反映光电耦合器的传输能力
③输入输出间的绝缘电压Viso(典型值:1—10KV) 和绝缘电阻Riso
(典型值:1011--1012Ω) 
④饱和压降VCES    一般小于0.4V
⑤响应速度  一般用tPHL和tPLH表示

3. 光电耦合器的在开关电源中的应用

光电耦合器应用于开关电源的控制信号传输与隔离,*主要考虑的是其响应速度能否满足要求。设开关频率为100KHz,则开关周期为10us, 光电耦合器传输延迟初步限定在500ns①以内,查阅目前市场上光电耦合器器件的技术资料,能满足这一要求的产品主要有:

由于传输的是开关信号,故对光电耦合器的线性特性要求并不严格,应用上述光电耦合器器件进行隔离,可有两种方案:① 采用传输延迟在200—500ns之间的器件,电路稍简单,但延迟稍长;②采用传输延迟在100ns以下的数字光耦,延迟短,但需电平转换。按这两种方案设计的电路如图所示。
 

采用光电耦合器隔离的优点②是:
① 占空比任意可调;
② 隔离耐压高;
③ 抗干扰能力强,目前带静电屏蔽的光电耦合器很容易买到,强弱电之间的隔离性能很好,另外,光电耦合器属电流型器件,对电压性噪声能有效地抑制;
④ 传输信号范围从DC到数MHz,其中线性光电耦合器尤其适用于信号反馈。
其缺点③是:
①  在全桥拓扑中,开关器件为4个,需3—4个光电耦合器,而每一光电耦合器都需独立电源供电,增加了电路的复杂性,成本增加,可靠性降低;
② 因光电耦合器传输延迟较大,为保证开关器件开通与关断的精确性,必须使各路的结构参数一致,使各路的延迟一致,而这往往难以做得很好;
光电耦合器的开关速度较慢,对驱动脉冲的前后沿产生较大延时,影响控制精度.