如何进行光耦电路的设计
光耦是一种常用的隔离器件,常见电路设计如下图所示,下面将以光耦TCMT1107为例介绍如何一步一步的完成光耦电路的设计。
首先,在手册中找到光耦的最大正向电流IF和最大输出集电极电流IC。
如下图所示,光耦TCMT1107的
最大正向电流为60mA。
最大输出集电极电流IC为50mA。
确定最小初级电阻
在手册中找到前向电压和前向电流的关系曲线,用来确定初级最小限流电阻。
如下图所示,光耦TCMT1107在最大正向电流IF=60mA的时候,前向电压约为1.2V。
如果初级供电电压为3.3V时,最小初级限流电阻应该为(3.3-1.2)/0.06=35Ω;
如果初级供电电压为5V时,最小初级限流电阻应该为(5-1.2)/0.06=69Ω;
以此类推。
实际电阻取值必须大于这个电阻值,以保证光耦不损坏。
确定初级电阻Rs
下图1为光耦ton和toff与IF的关系,如没有具体的ton和toff的要求,我们就取5mA。
再根据图2得到IF=5mA下的VF约为1.1V。
如果现在的初级工作电压为5V,则初级电阻为:
Rs=(5-1.1)/0.005=780
取一个标准值820Ω。
确定最小次级电阻
在第一步中,已经知道了最大集电极电流IC为50mA,那么
如果次级供电电压为3.3V时,最小次级限流电阻应该为3.3/0.05=66Ω;
如果次级供电电压为5V时,最小次级限流电阻应该为5/0.05=100Ω;
以此类推。
以上计算是在忽略VCE的情况下得到的。由于VCE一般比较小且非线性,所以在这里忽略。
实际电阻取值必须大于这个电阻值,以保证光耦不损坏。
确定实际次级电阻RL
如下图所示,次级电流IC会影响次级的ton和toff,如没有具体的ton和toff的要求,我们就取5mA。
如果现在的初级工作电压为5V,则次级电阻为:
RL=5/0.005=1kΩ
测试并调整
实际电路可能还需要进行调整。
如果想要提高上升时间的话,可以逐步降低初次级电阻,但是要注意功耗和最小电阻取值。
如果电阻取值太大,前向电流太小,可能会出现无法导通的情况,此时应降低电阻值。
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