光电耦合器的转换效率即(CTR)

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光电耦合器的转换效率即(CTR)

作者: 发布时间:2018/8/15 来源:光耦网 浏览量:104 相关关键词: 光耦合器 转换率 CTR

1.电流传输率(CTR)

电流传输率(CTR)是一个类似晶体管DC电流增益比(hFE)的参数,并且以百分比的形式表示输出电流(IC)和输入电流(IF)之间的比值。
CTR(%)=(IC/IF) x 100

CTR具有下面的特性,因而光耦合器相互间的隔离程度特征是重要的。

因此在设计时必须特别注意CTR:如果设计时没有给这些地方留有足够空间的话,输出可能会太小,从而导致失效。

取决于输入到LED的电流(IF),受室温的影响,它随工作时间(年龄)而改变;

因而,有交流电流输入能力的光耦合器在输入端有两个LED(光发射二极管),所以每个LED都存在CTR值。
如果具有相同正负电流值IF输入,对于每个IC极性输出电流值F将有差异的,所以在这些点上必须小心。

i. CTR取决于LED的输入电流(IF)

CTR依靠LED输入的电流(IF),因此如图1所示,当输入电流增大和减少时,CTR会从最高点下降。

图1. 依靠I的CTR示例F

光电耦合器的转换效率即(CTR) (1).gif

特别重要的是,CTR vs.输入电流的正向和反向曲线在小电流区域(大约在 IF= 1 mA)和大电流区域(大约在 IF= 20 mA)内的斜率不同。
换句话说,由于输出电流IF实际上小于IC在小电流区域内的减少值,所以F的值应设计得比所需值要大。
相反,在大电流区域,即使电流IC值增加,输出电流IF不能达到所期望的电流值,因此电流IC的值应设计低于你的期望值。


ii.取决于温度的CTR

LED发光效率有一个负温度系数,反之晶体管的hFE有一个正温度系数。因此,取决于温度的CTR是这两个参数的组合。

如图2所示,取决于温度的CTR通常由上面两个温度系数合成所实现。

图2. 依靠温度的CTR的机制

光电耦合器的转换效率即(CTR) (2).gif





图3显示了一个实际产品的示例。

光电耦合器的转换效率即(CTR) (3).gif


iii.CTR在一段工作时间的变化

光耦合器的CTR主要基于下列因素。

CTR随工作时间改变的主要原因是LED发光效率的下降。通常,LED输入电流(IF)越大、环境温度越高,那么CTR降低得越快。

  • LED的发光效率(发光二极管)

  • LED和光电晶体管之间的光耦合效率

  • 光电晶体管的光电转换效率和DC放大(hFE)

图4显示了在不同环境温度下,关于转换时间的估计曲线的示例。

图4. CTR变化的估计曲线的示例(典型值)

光电耦合器的转换效率即(CTR) (4).gif



图5显示了在不同LED输入电流(IF)和不同环境温度(TA)下,光耦合器的预估寿命的示例。


图5. 基于CTR的光耦合器的预估寿命的示例

光电耦合器的转换效率即(CTR) (5).gif


2.响应时间

光耦合器的响应时间和晶体管类似,并表达如下。
tf// RLX hFEX CCB
RL:负载阻抗,hFE:DC放大,CCB:集电极和基极间的电容

通过该公式,tf随着负载电阻的增加而增加,如图6所示,因此对于高速信号传输,负载电阻在允许的额定范围内须设计得越小越好。




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