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  • 光耦電流傳輸比(CTR)對開關電源的影響介紹
    • 發布時間:2021-04-14 16:18:13
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    光耦電流傳輸比(CTR)對開關電源的影響介紹
    光耦的技術參數主要有發光二極管正向壓降 VF、正向電流 IF、電流傳輸比 CTR、輸入級與輸出級之間的絕緣電阻、集電極 - 發射極反向擊穿電壓 V(BR)CEO、集電極 - 發射極飽和壓降 VCE(sat)。此外,在傳輸數字信號時還需考慮上升時間、下降時間、延遲時間和存儲時間等參數。
    CTR 電流傳輸比(Current transfer ration)是用于描述光耦合器特性的參數,可表示為:
    光耦
    在上述公式中:
    IC:副邊輸出電流
    IF:原邊輸入電流
    CTR:發光管和光敏三極管電流比的最小值
    光耦的技術參數主要有發光二極管正向壓降 VF、正向電流 IF、電流傳輸比 CTR、輸入級與輸出級之間的絕緣電阻、集電極 - 發射極反向擊穿電壓 V(BR)CEO、集電極 - 發射極飽和壓降 VCE(sat)。此外,在傳輸數字信號時還需考慮上升時間、下降時間、延遲時間和存儲時間等參數。
    普通光耦合器的 CTR-IF 特性曲線呈非線性,在 IF 較小時的非線性失真尤為嚴重,因此它不適合傳輸模擬信號。線性光耦合器的 CTR-IF 特性曲線具有良好的線性度,特別是在傳輸小信號時,其交流電流傳輸比(ΔCTR=ΔIC/ΔIF)很接近于直流電流傳輸比 CTR 值。因此,它適合傳輸模擬電壓或電流信號,能使輸出與輸入之間呈線性關系。這是它的一項非常重要特性。
    電流傳輸比是光耦合器的重要參數,通常用直流電流傳輸比來表示。當輸出電壓保持恒定時,它等于直流輸出電流 IC 與直流輸入電流 IF 的百分比。采用一只光敏三極管的光耦合器,CTR 的范圍大多為 20%~300%(如 4N35),而 PC817 系列則為 50%~600%。這表明欲獲得同樣的輸出電流,后者只需較小的輸入電流。因此,CTR 參數與晶體管的 hFE 有某種相似之處。
    使用光耦合器主要是為了提供輸入電路和輸出電路間的隔離,在設計電路時,下列所選用的光耦合器必須符合國內和國際有關隔離擊穿電壓的標準。鑒于此類光耦合器呈現開關特性,其線性度差,適合傳輸數字信號(高、低電平),可以用于單片機的輸出隔離;所選用的光耦合器必須具有較高的耦合系數。
    光耦
    在開關電源的隔離中,以及設計光耦反饋式開關電源時,必須正確選擇線性光耦合器的型號及參數,除了必須遵循普通光耦的選取原則外,還必須遵循下列原則: 
    1、推薦采用線性光耦合器,其特點是 CTR 值能夠在一定范圍內做線性調整。
    2、光耦合器的電流傳輸比(CTR)的允許范圍是 50%~200%。這是因為當 CTR<50%時,光耦中的 LED 就需要較大的工作電流(IF>5.0mA),才能正??刂茊纹_關電源 IC 的占空比,這會增大光耦的功耗。若 CTR>200%,在啟動電路或者當負載發生突變時,有可能將單片開關電源誤觸發,影響正常輸出。
    3、若用放大器電路去驅動光耦合器,必須精心設計,保證它能夠補償耦合器的溫度不穩定性和漂移。
    以下是常見光耦合器 PC817 系列的一些參數(僅供參考):
    光耦
    光耦
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