光耦合器的加速也可降低功耗

　　影響標(biāo)準(zhǔn)光耦合器速度的主要因素是光電晶體管，其反應(yīng)速度相對(duì)較慢。本文將在LED驅(qū)動(dòng)端添加組件，以提升光耦合器的速度。

　　R1為原始LED電阻器，在增加額外電路之前使用。由于啟動(dòng)速度主要是由新加的電路決定，因此事實(shí)上R1的值可以高一些，從而有助于節(jié)省能源，并以功率較低的驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)LED.

　　圖1：與簡(jiǎn)單地通過電阻器驅(qū)動(dòng)LED相比，加速電路不僅增加了上升輸入信號(hào)的傳播速度，還在加速過程中降低了功耗。

　　開啟加速設(shè)備(turn-on speed-up device)是一個(gè)射極跟隨器(Emitter Follower)——NPN晶體管Q1.該射極跟隨器的射極電阻分為低位值REL和高位值REH，與電容器C并聯(lián)。當(dāng)輸入電壓VIN大幅上升時(shí)，初始未充電的電容器C將暫時(shí)“短少(short)”REH.因此，流經(jīng)LED的射極電流增加：

　　電流IE不應(yīng)超過50 mA.VIN值出現(xiàn)階躍時(shí)，電容器C隨時(shí)間常數(shù)τ= RELC呈指數(shù)級(jí)充電。電容器C的初始值按照以下公式來計(jì)算：

　　其中，tr0為未充電的光耦合器輸出的上升時(shí)間。

　　計(jì)算得出的電容值為13nF，導(dǎo)致輸出電壓VOUT超過正常值。因此，試驗(yàn)確定的電容器C最佳值應(yīng)為1.5nF，此時(shí)輸出電壓VOUT僅超出正常值2%，幾乎可以忽略不計(jì)。肖特基(Schottky)二極管D1和D2可協(xié)助電容器C快速放電，實(shí)現(xiàn)輸入下降沿(input falling-edge)，同時(shí)在Q1和LED的基極-射極連接處抑制反向偏壓。

　　在Vcc= +5V，輸入電壓為0~+3V情況下對(duì)電路進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果為：開啟延遲時(shí)間tdr = 0.5μs;完整開啟時(shí)間ton = tdr + tr =2.8μs.對(duì)于無加速電路(R1 = 3.6kΩ)的光耦合器，開啟延遲時(shí)間和完整開啟時(shí)間分別為3.2μs和10.8μs.

　　由此可以得到以下結(jié)論：由于加速電路的存在，上升沿延遲時(shí)間縮短至未修改耦合器的六分之一，開啟時(shí)間縮短至原有值的大約四分之一。注意：與IC1數(shù)據(jù)表上列出的5mA相比，得出這些結(jié)果的前提是把LED的正向電流降低至0.5mA.