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光电耦合器的几个实用技巧

2022-01-17 15:52分类:电子元器件 阅读:

 

  光电耦合器以光信号灯不亮为载体来完成信号的藕合与传送,键入与輸出在电气设备上彻底防护,具备抗干扰能力强的特 点。针对既涉及弱电安装操纵一部分,又包含弱电操纵部位的工业生产运用自动控制系统,选用光耦隔离能够非常好地完成弱电安装和弱电的防护,做到抗干扰性目地。可是,应用光耦隔离必须考虑到下面一些难题:

  ①光电耦合器立即用以防护传送模拟量输入时,要考虑到光电耦合器的离散系统难题;

  ②光耦隔离传送数据量时,要考虑到光电耦合器的响应时间难题;

  ③假如輸出有输出功率规定得话,还得考虑到光电耦合器的输出功率接口设计难题。

  光电耦合器的几个实用技巧

  1:光耦合器离散系统的摆脱

  光耦合器的键入端是发光二极管,因而,它的键入特点可以用发光二极管的光电流特点来表明;輸出端是光敏三极管,因而光敏三极管的光电流特点便是它的频率特性。不难看出,光耦合器存有着离散系统工作中地区,立即用于传送模拟量输入时精密度较弱。

  解决方案之一,运用两个具备同样离散系统传送性能的光耦合器,T1和T2,及其两个射极跟随器A1和A2构成。假如T1和T2是同样同批号的光耦合器,能够觉得她们的离散系统传送特点是完全一致的,即K1(I1)=K2(I1),则放大仪的电压增益G=Uo/U1=I3R3/I2R2=(R3/R2)[K1(I1)/K2(I1)]=R3/R2。不难看出,运用T1和T2电流量传送性能的对称,运用意见反馈基本原理,能够有效的赔偿她们原先的离散系统。

  另一种模拟量输入传送的解决方案,便是选用VFC(工作电压頻率变换)方法。当场智能变送器輸出模拟量输入数据信号(假定工作电压数据信号),工作电压頻率转化器将智能变送器送过来的电流讯号转化成矩形脉冲,根据光耦隔离后送出去。在服务器侧,根据一个頻率工作电压变换线路将矩形脉冲转变成脉冲信号。这时,等同于光耦隔离的是数据量,能够清除光电耦合器离散系统的危害。这也是一种合理、简便易行的模拟量输入传输技术。

  自然,还可以挑选线性光耦开展设计方案,如高精密线性光耦TIL300,快速线性光耦6N135/6N136。线性光耦一般价格对比一般光电耦合器高,可是方便使用,设计方案简易;伴随着元器件价钱的降低,应用线性光耦将是发展趋势。

  2:提升光耦合器的传输速率

  当选用光耦隔离模拟信号开展自动控制系统设计方案时,光耦合器的传递特点,即传输速率,通常变成系统软件较大数据信息传输率的影响要素。在很多系统总线式构造的工业生产自动控制系统中,为了更好地预防各控制模块中间的互相影响,与此同时不减少通信串口波特率,大家必须选用高速光耦来完成控制模块中间的互相防护。常见的高速光耦有6N135/6N136,6N137/6N138。可是,高速光耦价钱非常高,造成 设计方案成本费提升。这儿讲解2种办法来提

  高一般光电耦合器的按钮速率。因为光电耦合器本身具有的分布电容,对传输速率导致危害,光敏三极管內部具有着分布电容Cbe和Cce。因为光电耦合器的电流量传送较为低,其集电结负载电阻不可以过小,不然输出电压的摆幅就得到了限定。可是,负载电阻又不能过大,负载电阻RL越大,因为分布电容的存有,光耦合器的频率特点就越差,传送延迟也越长。

  用2只光耦合器T1,T2连接成相辅相成推挽电路式电源电路,能够提升光电耦合器的按钮速率。当单脉冲升高为“1”电平常,T1截至,T2通断。反过来,当单脉冲为“0”电平常,T1通断,T2截至。这类相辅相成推挽电路式电源电路的频率特点大大的好于单独光耦合器的频率特点。

  除此之外,在光敏三极管的感光基极上提升正集成运放电路,那样能够进一步提高光耦合器的按钮速率。根据提升一个晶体三极管,四个电阻器和一个电容器,试验证实,这一电源电路能够将光电耦合器的最高数据信息传输速度提升10倍上下。

  3:光电耦合器的输出功率接口设计

  微型机自动控制系统中,常常要使用输出功率通信接口,便于于推动多种类型的负荷,如直流电交流伺服电机、伺服电机、各种各样继电器等。这类通信接口一般具备带负荷工作能力强、輸出电流量大、工作标准电压高的特性。工程项目实践活动说明,提升输出功率插口的抗干扰性,是确保工控自动化设备常规运作的重要。

  就抗干扰性设计方案来讲,许多场所下,既能选用光耦合器防护推动,也可以选用汽车继电器防护推动。一般状况下,针对这些响应时间规定不很高的起停实际操作,大家选用汽车继电器防护设计制作输出功率插口;针对响应速度规定迅速的自动控制系统,选用光耦合器开展输出功率通信接口设计方案。这是由于汽车继电器的回应时间延迟需几十ms,而光耦合器的时间延迟一般都在10us以内,与此同时选用新式、处理速度高、方便使用的光耦合器开展输出功率推动通信接口设计方案,能够做到简单化电路原理,减少排热的目地。

  针对沟通交流负荷,能够选用光学晶闸管控制器开展防护推动设计方案,比如TLP541G,4N39。光学晶闸管控制器,特性是抗压高,工作电压并不大,当沟通交流负荷电流量较钟头,能够同时用它来推动。当负荷电流量过大时,能够外接输出功率双向可控硅。在其中,R1为功率电阻,用以限定光学晶闸管的电流量;R2为藕合电阻器,其上的分压电路用以开启输出功率双向可控硅。当必须对功率开展操纵时,能够选用光学双向可控硅控制器,比如MOC3010。

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