大功率開關電源以及現在PD快充,總會見到光耦這個安規器件,且也是安規認證中不可缺的一個器件,今天就班門弄斧介紹下這個安規器件;
光耦,也叫光電耦合器,或者光電隔離器,它是由紅外發射二極管與接收二極管或者三極管晶閘管等組成,根據應用不同接收部分的可以更改為其他的半導體器件,當然,還有就是我們肉眼能看到的環氧樹脂,通常有白膠跟黑膠,每個廠家工藝不同,用料不同;
那么問題來了,什么是隔離,為什么需要隔離?
隔離是指電荷無法通過由一個電路轉移到另一個電路,雙方只能靠其他的方式交換信息;
為什么需要隔離,為了抑制電壓的突變,共模電壓、高低電平等,以及需要符合安全和法規標準。
光耦的主要選型參數;
1.絕緣耐壓(Viso);
2.電流傳輸比(CTR);
3.LED端的驅動電流(IF);
4.受光側電壓(Vceo,Veco);
5.輸出傳輸延時參數(tPLH/tPHL)、脈寬失真(PWD);
6.共模抑制比(CMR);
下面兩張圖片某公司產品選型手冊上數據,可以看到有兩種不同的參數,圖一就是我們常用的電晶體光耦,圖二是高階光耦;
圖一
圖二
1.絕緣耐壓(Viso):目前常用的封裝是3750V跟5000V(現在還有隔離電壓10KV以上的光耦器件推出),這個參數的定義是由安全法規標準定義的,相信大家也都不陌生,IEC(國際電工委員會),VDE(德國電工協會),UL(美國安全檢測實驗室公司)等,當然還有國標3C以及CQC,絕緣電壓主要是有爬電距離跟電氣間隙決定,關于電氣間隙跟爬電距離就不再解釋了,電源行業的同仁們應該都知道這個參數;
2.電流傳輸比(CTR):電流傳輸比是有一個固定的范圍,影響CTR值得參數有很多,從原材料端來講,LED的效率、內部環氧樹脂的透光率、受光源的效率以及放大器的增益,從實際應用來講,跟IF驅動電流以及環境溫度有關,并會隨著使用的時間逐漸衰減,跟LED類似,存在光衰現象,CTR值計算公式 =Ic÷If×100%;
一般電源行業以及快充行業會選擇B檔跟C檔兩種范圍
3.LED端的驅動電流(IF):采用高效LED和高增益接收電路,能夠降低驅動電流,從而降低功耗,一般規格書定義是5mA,一般實際使用中不會用到5mA參數,會比這個參數更??;
4.受光側電壓(Vceo,Veco):這部分電壓指的是受光源側兩端的電壓,每個廠家不同,電壓會有區別,這個就需要結合自身電路去選取合適的參數;
5.輸出傳輸延時參數(tPLH/tPHL)、脈寬失真(PWD):這類參數一般在工業應用比較多,例如:高速光耦對于這個時間會有要求,對于傳輸速率有要求的,需要關注這個參數,一般普通的816或者817傳輸速率為10K以下;
6.共模抑制比(CMR);共模抑制比在每個微秒光耦能夠容許最大共模電壓的上升或者下降率,這個參數也是針對工業應用中,比如電機啟動和制動過程中都會帶來極大的共模噪聲。