光电耦合器件 72节.ppt

1、7.2 光电耦合器件的特性参数 1.输出特性 在一定的输入发光电流I F下，受光管所加的偏压和输出电 流之间的关系曲线。 2.传输特性 （1）电流传输比（CRT） 在直流工作状态下，光电耦合 器件的集电极电流I c与发光二极管 的注入电流I F之比定义为光电耦合 器件的电流传输比，用表示。,图7-4 光电耦合器件的输出特性曲线,该点的电流传输比为 Q = I CQ / I FQ 100% （7-1） 在传送小信号时，用直流传输比是不恰当的，而应当用以 微小变量定义交流电流传输比。用来表示。即 =I c/I F 100% （7-2） 对于输出特性线性度做得比较好的光电耦合器件，值很 接近值。 C

2、TR的典型值在20%-100%的范围内，实际的CTR只取决于器 件的输入和输出电流值以及光耦合器的电源电压值。,图7-5 不同的VC值下所获得的3条典型输出/输入电流比曲线,图7-6 - I F关系曲线 图7-7 - T的关系曲线,（2）输入与输出间的寄生电容CFC 对于一般的光电耦合器件，其C FC 仅仅为几个pF，一般在 中频范围内都不会影响电路的正常工作。高频场合时，需考虑 CFC的值 （3）最高工作频率fm 当光电耦合器件输出电压下降到零频输出电压值的0.707 倍时，输入信号的频率称为光电耦合器件的最高工作频率fm。 （4）带宽 当光电耦合器以正常的方式工作时，能够有效地通过光电 耦

3、合器的标准信号的最高频率值，典型值20kHz-500kHz。,图7-8 光电耦合器件的频率特性测量电路,图7-9 光电耦合器件的频率特性曲线,（5）脉冲上升时间t r和下降时间t f 将脉冲前沿的输出电压上升 到满幅度的90 %所需要的时间称 为上升时间，记作t r。 在脉冲下降过程中，输出电 压的幅度由满幅度下降到10 %所 需要的时间称为下降时间t f。 t r、t f与负载的阻值有关， 减小负载可使光电耦合器件获得 更好的时间响应特性。,图7-10 光电耦合器件的脉冲响应特性曲线,3.隔离特性 (1) 输入与输出间隔离电压BVCFO 隔离电压与电流传输比都与发光器件和受光器件之间的距 离

4、有关，当两者距离增大时，隔离电压提高，电流传输比却降 低；当距离减小时，增大，BVCFO却降低。 (2)输入与输出间的绝缘电阻RFC 光电耦合器的隔离电阻一般在1091013之间。它与绝缘 耐压密切相关，,4.光电耦合器件的抗干扰特性 (1)光电耦合器件抗干扰强的原因 光电耦合器件的输入阻抗很低，一般为101 k；而干 扰源的内阻很大，为103106。 干扰噪声源的内阻都很大，虽然能供给较大的干扰电压， 但干扰电压供出的能量却很小，只能形成很弱的电流。 光电耦合器件不会受到外界光的干扰。 光电耦合器件的输入 / 输出之间寄生电容很小，绝缘电阻 大，输出系统的各种干扰噪音很难通过光电耦合器件反馈

5、 到输入系统。,(2)光电耦合器件抑制干扰噪声电平的估算 继电器释放所产生 的反电势的泄放 自身产生的干扰 电源脉动干扰 外界电火花干扰,(a)实际干扰波形 (b)等效恶化后的脉冲干扰 图7-11 光电耦合器的抗干扰原理,设每个干扰脉冲宽度为1s，重复频率为500kHz。经过傅 立叶变换得到 （7-3） 用一次分量来近似地表示整个的交流分量 （7-4） 在电磁干扰电路中，继电器开关干扰常由绕组与接触点间 的寄生电容Cs窜入光电耦合器件的输入端。,设继电器绕组与接触点间的寄生电容Cs=2pF，则等效内阻 Z0为 （7-5） 设使光电耦合的最小输入电流为1mA，发光二极管的正向 压降为1V，故其等效输入阻抗Z = lk。显然，Z Z0。在该 回路内，当瞬时电流达到1mA时，干扰源的基波幅值为,(a)电磁干扰电路 (b)等效电路 图7-12 电磁干扰对耦合器的影响,（7-6） 光电耦合器