光电耦合器(简称光耦)是开关电源电路中常用的器件。光电耦合器分为两种:一种为非线性光耦,另一种为线性光耦。
常用的4N系列光耦属于非线性光耦,常用的线性光耦是PC817A—C系列。
非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的,这类光耦适宜于弄开关旗子暗记的传输,不适宜于传输仿照量。线性光耦的电流传输手特性曲线接进直线,并且小旗子暗记时性能较好,能以线性特性进行隔离掌握。

开关电源中常用的光耦是线性光耦。如果利用非线性光耦,有可能使振荡波形变坏,严重时涌现寄生振荡,使数千赫的振荡频率被数十到数百赫的低频振荡依次为号调制。由此产生的后果是对彩电,彩显,VCD,DCD等等,将在图像画面上产生滋扰。同时电源带负载能力低落。
高速光电耦合器6N137由磷砷化镓发光二极管和光敏集成检测电路组成。通过光敏二极管吸收旗子暗记并经内部高增益线性放大器把旗子暗记放大后,由集电极开路门输出。6N137引脚图和内部构造图如图1和图2所示。该光电器件高、低电平传输延迟韶光短,范例值仅为45ns,已靠近TTL电路传输延迟韶光的水平。具有10Mbps的高速性能,因而在传输速率上完备能够知足隔离总线的哀求。内部噪声防护装置供应了范例10kV/μs的共模抑制功能。除此之外,6N137还具有一个掌握端,通过对该真个掌握,可使光耦输出端呈现高阻状态。
6N137的内部构造事理如图3所示,旗子暗记从脚2和脚3输入,发光二极管发光,经片内光通道传到光敏二极管,反向偏置的光敏管光照后导通,经电流-电压转换后送到与门的一个输入端,与门的另一个输入为使能端,当使能端为高时与门输出高电平,经输出三极管反向后光电隔离器输出低电平。当输入旗子暗记电流小于触发阈值或使能端为低时,输出高电平,但这个逻辑高是集电极开路的,可针对吸收电路加上拉电阻或电压调度电路。
隔离器6N137范例运用如图所示,假设输入端属于模块I,输出端属于模块II。输入端有A、B两种接法,分别得到反相或同相逻辑传输,个中RF为限流电阻。发光二极管正向电流0-250μA,光敏管不导通;发光二极管正向压降1.2-1.7V(范例1.4V),正向电流6.3-15mA,光敏管导通。若以B方法连接,TTL电平输入,Vcc为5V时,RF可选500Ω旁边。如果不加限流电阻或阻值很小,6N137仍能事情,但发光二极管导通电流很大对Vcc1有较大冲击,尤其是数字波形较陡时,上升、低落沿的频谱很宽,会造成相称大的尖峰脉冲噪声,而常日印刷电路板的分布电感会使地线接管不了这种噪声,其峰-峰值可达100mV以上,足以使仿照电路产生自激。以是在可能的情形下,RF应只管即便取大。
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输出端由模块II供电,Vcc2=4.5~5.5V。在Vcc2(脚8)和地(脚5)之间必须接一个0.1μF高频特性良好的电容,如瓷介质或钽电容,而且应只管即便放在脚5和脚8附近(不要超过1cm)。这个电容可以接管电源线上的纹波,又可以减小光电隔离器接管端开关事情时对电源的冲击。脚7是使能端,当它在0-0.8V时逼迫输出为高(开路);当它在2.0V-Vcc2时许可吸收端事情。
脚6是集电极开路输出端,常日加上拉电阻RL。虽然输出低电平时可接管电路达13mA,但仍应该根据后级输入电路的须要选择阻值。由于电阻太小会使6N137耗电增大,加大对电源的冲击,使旁路电容无法接管,而滋扰全体模块的电源,乃至把尖峰噪声带到地线上。一样平常可选4.7kΩ,若后级是TTL输入电路,且只有1到2个负载,则用47kΩ或15kΩ也行。CL是输出负载的等效电容,它和RL影响器件的相应韶光,当RL=350Ω,CL=15pF时,相应延迟为25-75ns。
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