光电耦合器件72节

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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。,CTR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V,C,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,C,FC,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,C,FC,的值,（3）最高工作频率,f,m,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,f,m,。,（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BV,CFO,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,，BV,CFO,却降低。,(2)输入与输出间的绝缘电阻,R,FC,光电耦合器的隔离电阻一般在10,9,10,13,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10,1,k；而干,扰源的内阻很大，为10,3,10,6,。,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,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1,s，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C,s,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C,s,=2pF，则等效内阻,Z,0,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,Z,0,。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）,光电耦合器工作的最小电压脉冲的幅值为,U,min,=250 V,表明外来干扰脉冲频率,f,为500kHz、脉冲为1,s，幅值,大于等于250V的脉冲才能使光电耦合器件产生误动作。,