Path: EDNTaiwan電子技術設計 >> 設計實例 >> IC/電路板/系統設計 >> 光耦合器的加速也可降低功耗
IC/電路板/系統設計 Share print

光耦合器的加速也可降低功耗

2015年01月28日  | Marian Stofka

Share this page with your friends

影響標準光耦合器速度的主要因素是光電電晶體,其反應速度相對較慢。本文將在LED驅動端添加組件,以提升光耦合器的速度。


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

R1為原始LED電阻器,在增加額外電路之前使用。由於啟動速度主要是由新加的電路決定,因此事實上R1的值可以高一些,從而有助於節省能源,並以功率較低的驅動器驅動LED。


開啟加速設備(turn-on speed-up device)是一個射極追蹤器——NPN電晶體Q1。該射極追蹤器的射極電阻分為低位值REL和高位值REH,與電容器C並聯。當輸入電壓VIN大幅上升時,初始未充電的電容器C將暫時“短少(short)”REH。因此,流經LED的射極電流增加:

光耦合器的加速也可降低功耗方程式1



電流IE不應超過50 mA。VIN值出現階躍時,電容器C隨時間常數τ = RELC呈指數級充電。電容器C的初始值按照以下公式來計算:

光耦合器的加速也可降低功耗方程式2



其中,tr0為未充電的光耦合器輸出的上升時間。


計算得出的電容值為13nF,導致輸出電壓VOUT超過正常值。因此,試驗確定的電容器C最佳值應為1.5nF,此時輸出電壓VOUT僅超出正常值2%,幾乎可以忽略不計。肖特基(Schottky)二極體D1和D2可協助電容器C快速放電,實現輸入下降沿(input falling-edge),同時在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情況下對電路進行測試。結果為:開啟延遲時間tdr = 0.5μs;完整開啟時間ton = tdr + tr =2.8μs。對於無加速電路(R1 = 3.6kΩ)的光耦合器,開啟延遲時間和完整開啟時間分別為3.2μs和10.8μs。


由此可以得到以下結論:由於加速電路的存在,上升沿延遲時間縮短至未修改耦合器的六分之一,開啟時間縮短至原有值的大約四分之一。注意:與IC1資料表上列出的5mA相比,得出這些結果的前提是把LED的正向電流降低至0.5mA。





想要免費接收更多的技術設計資訊嗎?

馬上訂閱《電子技術設計》郵件速遞,透過郵箱輕鬆接收最新的設計理念和產品新聞。

為確保您的資訊安全,請輸入右方顯示的代碼.

啟動您的訂閱申請

我們已給您的註冊郵箱發送了確認信,請點擊信中的連結啟動您的訂閱申請。

這將有助於我們很好地保護您的個人隱私同時確保您能成功接收郵件。


添加新評論
遊客 (您目前以遊客身份發表,請 登入 | 註冊)
*驗證碼:

新聞 | 產品 | 設計實例