电工技术基础_电工基础知识_电工之家-电工学习网

欢迎来到电工学习网!

高速光耦隔离H桥之过程

2022-01-20 12:13分类:电子元器件 阅读:

  还记得好久好久之前有一次忽然想搞一个全光耦隔离的,H桥快速光耦电路,結果花啊花啊,不久就画出来,都还没检测就贴到社区论坛上来,結果被网民嘲笑了一场,尽管很没面子,可是或是的的确确学得了很多东西的说的。如今就而言说我当年的此次历经吧^_^

社区论坛的关联照片有点儿小,大伙儿或是点起来细心一下吧

当时往往觉得这一电源电路能完成快速光耦隔离的H桥推动,事实上也就是看好了那一个6N137(这儿用PS9601取代)的快速特点,由于应用6N137就一定可以保持快速的特点,結果就主观臆断的衔接了一下认为就可以完成快速的H桥推动了,实际上根本并不是如何一回事儿的,

这儿我也给大伙说说这种的电源电路有什么难题吧

第一,vmos尽管看起来是工作电压控制器件,可是其实或是必须有着非常低推动内电阻的元器件才可以使它快速的控制开关的,为什么呢,由于vmos存有着一个容积十分乐观的Cgs,也就是G和S电级中间的等效电路电容器,这一电容器的容积大概有2000p上下,视实际管道有一定的进出,可是都很大的说,因为这一电容器的存有,就致使了这一电源电路的效率始终都无法实现快速,大家独立显卡左下方的M1管道,能够见到关闭是应用的三极管关闭的,很有可能这一凑合还算过的去的,可是Vgs的升高就需要迟缓的多了,因为它有一个rc時间,类似是10k*2000p这一時间并不短了哦。显而易见M1的通断是那么的迟缓的说。再一起来看看更不得了的M2吧,这是一个PVMOS的整流管,能够看见那样的当M4开启的情况下是由晶体三极管来操纵的因此相对而言或是过的去的,那走不过去的便是关闭時间了,这一就确实较为要人命了,因为MOS管的特点,关闭時间远慢于打开的時间。結果便是M2都还没关闭的情形下,M1就早已逐渐渐渐地通断了,造成了2个管道左右通断造成了十分大的电流量,用不上多长时间内电阻稍大的P断面M2这一管道便会发烫比较严重,渐渐地的就超温损坏了。这就是为何很多人都说H桥非常容易烧P管的缘故了。

第二,大家再一起来看看这儿的vmos的调节工作电压,因为受限于6n137的工作标准电压,Vgs最大仅有5v,远小于irf640的彻底通断工作电压,因此 造成 vmos自始至终运行在高内电阻区,整流管发烫比较严重,因此 那样的线路是絕對不具备一切应用性的。

即然剖析后知道以上缘故,那咱们需要怎样才可以调整那样的难题呢?
实际上本来是很繁杂的,简易的说便是6n137后边接运算放大器,随后再推挽电路操纵mos管子的按钮和关闭,

大伙儿还可以参照这一电源电路的基本原理,可是其实那样的电源电路因为构造繁琐,十分不宜具体应用,与此同时因为放大仪也有着丰厚的延迟时间,因此最后或是毁坏了大家获得快速防护mos管推动的目地。要速度更快就需要用快速运算放大器,或是价钱很乐观的哦。因此不建议应用

但是目前就非常便捷了,强烈推荐采用专门的mos管推动用光电耦合器,例如飞利浦的tlp250便是很好的挑选

大伙儿能够看见內部早已帮大家集成化了放大仪和光耦电路了,可以在保障基本上速率的情形下很大的简单化外围电路的应用,便捷大家简单化H桥的电源电路,超强力强烈推荐应用

讲到这儿再给大伙说个事儿吧,那便是光耦隔离下的uart的串口通信难题,

还记得有许多小伙伴都遇到过,便是一个串口通信接好了一般的低速档光电耦合器,結果串口通信就不管怎样也调节不出来,非得应用6n137那样贵重的高速光耦才可以一切正常通信,其实不是,这儿我教大伙儿一个应用一般便宜低速档光电耦合器也可以进行基本上串口通信的办法吧

如图所示所闻,大伙儿能够看到了这也是目前市面上以及常用的低价的ps2501光电耦合器,我是由于pspice里边就它有实体模型才启用的实际上其他电源电路也都一样的由于大部分它便是最差最划算的那种的象征了,但是根据19200串口波特率或是很简单的

我们可以翻阅他的指南,获知tr=3us tf=5us 这一点速率现已远低于19200珀特的26us的脉冲宽度了,因此元器件理论上是有效的

再看来一下为何平常大家都接的可是却不太好用,这儿给各位剖析一下缘故吧

我们要了解光电耦合器的速率和光电耦合器輸出三极管工作中电流量有关系,为什么呢,由于工作中电流量越大,r24就一定越小,r24越小,那样r24和晶体三极管自身的结电容的rc蓄电池充电時间就短,这一rc时间较短了,晶体三极管的按钮速率也就当然提升了,可是晶体三极管的工作中电流量是由发光二极管的光照度决策的,也有电流量传送比决策的,因此发光二极管的照亮电流量也需要适度提升才可以达到防护晶体三极管的电流量要求,一般cpu的io很有可能无法给予这么大的电流量,因此这儿应用一个8550干了一级电流量变大,自然假如你的单片机设计工作电压够大的情形下还可以无需这一三极管。也有一点便是还可以见到后边的这一三极管是接的共集电结接线方法,而不是普遍的共发射极接线方法,这是由于共集电结接线方法的效率远比共发射极接线方法来的快,同样前边的Q2也用的是共集电结接线方法来最大限度的提升光电耦合器的速率,降低延迟时间。
再讲一下光电耦合器的电流量也不是能够无限制提升的,最好是在应用以前看一下指南上表明的最高运行电流量,随后测算好合适的电阻器再用。不然很容易损坏光电耦合器。
最终给大伙儿多张模拟仿真的测试图片

这个是工作中在19200串口波特率下,工作电压3.3v状况下的光电耦合器发光二极管电流量和晶体三极管的电流量模拟仿真图

这幅图确实同样检测标准下的工作电压趋势图,能够见到ps2501这一废弃物光电耦合器在19200的串口波特率下的波型优良,应用根本沒有其他难题^_^
填补一下r24和r23的计算方式,r24相当于(电源电压-0.2v)除于指南上的晶体三极管的極限工作中电流量,
r23相当于晶体三极管的極限工作中电流量除于电流量传送比,得到发光二极管必须是多少电流量就可以让后边的晶体三极管彻底饱合了。
随后用(电源电压-1.8v)除于这一电流量,便是r23的选值了,自然在达到效率的情形下r23和r24都能够适度扩大电阻值降低功能损耗

上一篇:如何估算MOS管的驱动电流?

下一篇:指针式万用表检测电阻方法图解

相关推荐

电工推荐

    电工技术基础_电工基础知识_电工之家-电工学习网
返回顶部