實(shí)例講解如何得到精確的光耦匹配電阻值

在電子電路設(shè)計(jì)中，有時(shí)會(huì)對(duì)光耦的輸入輸出匹配電阻值有較為精確的需求。但是對(duì)于缺乏經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)想要取得精確的光耦匹配電阻值是比較困難的，那些重點(diǎn)參數(shù)才是需要格外關(guān)注的?在計(jì)算過(guò)程中需要注意什么?在本文中小編將通過(guò)一個(gè)例子來(lái)為大家進(jìn)行解釋。

假設(shè)光耦為PS2801，光耦輸入端(發(fā)光二極管)加電壓3.3V，輸出端(三極管端)加電壓5V，那么兩端的電阻如何計(jì)算?需要從哪些參數(shù)來(lái)決定呢?

關(guān)于光耦輸入出端的電阻的計(jì)算，首先要做的就是將“最佳狀態(tài)”定義好。也就是在輸入經(jīng)過(guò)光耦隔離后，輸出波形一致。因?yàn)楣怦畹碾娏鱾鬏敱热菀资軠囟拳h(huán)境因素而變化，致使如果選擇光耦兩端電阻匹配不好的話，也會(huì)使波形變形?？赡艹霈F(xiàn)產(chǎn)品在不同溫度環(huán)境的工作的不穩(wěn)定，時(shí)而波形失真，時(shí)而波形很好的情況。

光耦兩邊電阻影響波形的因素，一個(gè)是影響上升沿，一個(gè)是影響下降沿。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，把烙鐵頭子放在芯片上之后波形就會(huì)出現(xiàn)變形。而光耦的電阻，可以用datasheet上的參數(shù)和曲線來(lái)確定，如果提供的曲線工作范圍不對(duì)稱，就可以根據(jù)自己的需要來(lái)測(cè)定。

下面使用datasheet進(jìn)行了一下試運(yùn)算，來(lái)為大家作為參考。

1、確定‘過(guò)驅(qū)動(dòng)’倍數(shù)，就是為了讓三極管飽和導(dǎo)通必須加大驅(qū)動(dòng)電流若干倍。

(1)、假設(shè)LZ的型號(hào)是PS2801K，則CTR=300%to600%，所以，這一項(xiàng)需要過(guò)驅(qū)動(dòng)2倍。

(2)、溫度影響，按溫度范圍-55to+75計(jì)算，約1.10/0.8=1.375，這一項(xiàng)需要過(guò)驅(qū)動(dòng)1.375倍。

(3)、老化影響，按If=5mA，Ta=60，約1.0/0.6=1.67，這一項(xiàng)需要過(guò)驅(qū)動(dòng)1.67倍。

總的過(guò)驅(qū)動(dòng)倍數(shù)=4.58。

圖1

圖2

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實(shí)例講解如何得到精確的光耦匹配電阻值2016-05-16 09:35 來(lái)源：電源網(wǎng)綜合 作者：鈴鐺

2、確定三極管的負(fù)載電阻，主要和信號(hào)頻率有關(guān)。LZ是9600通訊，最短脈沖時(shí)間=104uS。信號(hào)經(jīng)過(guò)ps2801之后，高低電平的時(shí)間參數(shù)不能有太大的變化，取20%即20uS。看參數(shù)定義，必須同時(shí)滿足td+tr20uS，ts+tf20uS。

圖3

(1)

(2)

圖4

圖4是兩張對(duì)比圖，為負(fù)載電阻和開(kāi)關(guān)時(shí)間的關(guān)系。左邊的是Ic，但看不出過(guò)驅(qū)動(dòng)倍數(shù)所以不能使用。

看圖4(2)，R=800時(shí)，ts+tf約為20uS。還要看一下過(guò)驅(qū)動(dòng)倍數(shù)，(5mA*236%)/(5v/0.800)=1.888倍，和實(shí)際要求4.58倍不符。最好自己加大If實(shí)測(cè)ts和tf?，F(xiàn)在估算一下，過(guò)驅(qū)動(dòng)倍數(shù)每增加1倍，ts、tf大約增加1倍(放了一定的余量)，所以R必須減小為800*(1.888/4.58)=330，確定負(fù)載電阻R=330。

以上，就是光耦輸出輸入兩端的電阻的大概計(jì)算方向，以及有哪些重要的參數(shù)是需要特別進(jìn)行注意的。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到此類(lèi)問(wèn)題的朋友不妨花上幾分鐘來(lái)閱讀本文，從而在計(jì)算光耦電阻時(shí)能夠有效地避免一些不必要的時(shí)間浪費(fèi)。