光耦网 -【光耦千问】 光耦常见电路故障诊断(1)

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【光耦千问】 光耦常见电路故障诊断(1)

作者:光耦网 发布时间:2020/10/13 来源:光耦网 浏览量:159 相关关键词: 光耦 检测 故障排除

光耦简述

光耦合器(opticalcoupler equipment,英文缩写为OCEP),亦称光电隔离器或光电耦合器,简称光耦。光耦是以光为媒介来转换电信号的器件,主要由发光器和受光器(光敏半导体管)组成,由输入端驱动发光器发光,受光器接受光线之后改变自身的阻抗,若受光器两端有电压,则会改变电流大小,从而实现“电—光—电”转换。

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     光耦合器属于电流型驱动的单向信号传输器件,输入端与输出端完全实现电气隔离,抗干扰能力强,传输效率高,广泛应用于电平转换、信号隔离、开关电路、仪器仪表、通信设备等中。因其工作原理比较简单,一般很少有人会对其工作特性进入深入研究,除非是实际使用中出现了问题,才会去细究光耦的datasheet。

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在我们收到的技术问题中最典型的一个故障是某设备按设计及原先的工作环境使用没问题,后换了工作环境出现异常。

一般遇到这种异常情况会考虑到以下影响因素:交流式电输入电压不稳或电压偏低超出工作范围导致、现场电磁干扰太强导致的、或者是板子上的元器件品质问题或者虚焊了、工作环境温度等等。经过排查和调试,我们总结出一般这种情况绝大多数是由于工作环境温度影响了光耦电路的正常工作,进而产生了失效反馈。


工作特性分析

光耦的驱动电流

一般在没有特殊用途的时候,设计人员只会关心光耦以下这几个参数:驱动电流IF、电流传输比(CTR)等。

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光耦应用电路

设备中故障点光耦的使用目的是想实现40kHz频率电平信号的电气隔离,input和VCC电压均约为3.3V,RD为470Ω,RL为1kΩ。在正常室温条件下,发光二级管电流IF约为4mA,而光耦的CTR约为100%,因此output输出的电平信号幅值可以满足设计要求。

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光耦的温漂和频率响应

但是,为什么正常室温下使用没什么问题的光耦电路,在环境温度较高的情况下就会出现工作不正常的问题呢?那是因为光耦datasheet中给出的部分参考数据都是基于室温25℃的条件下【ELECTRICAL CHARACTERISTICS (TA = 25°C unless otherwise specified)】。因此,当环境问题不再是25℃时,或者信号频率不再是低频信号时,就需要参考datasheet中的其他数据了。

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从上面的三张图中可以看出,随着温度的升高,电流传输比CTR下降幅度还是比较明显的,导致output的输出低电平信号从0.3V(室温),上升到1.1V左右(高温),对于1.1V的低电平信号,CPU已经无法识别了,进而肯定会影响设备的运行,因此在设计的过程中要考虑温度这个因素。

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从上图可以看出,光耦的频率响应对于不同的负载电阻RL来说是不一样的,因此在信号频率比较高的时候,同时环境问题又比较高的情况下,对光耦的电路设计要求会更高。可能平时挺好用的电路,实际上并不是万能的。


TDA21472

SKRKAEE020

SKPMAPE010


HF115F-I/012-1H3A

HF116F-1/024DP-2HTW


BM05B-XASS-TF(LF)(SN)

SM06B-ZESS-TB(LF)(SN)

BM04B-GHS-TBT(LF)(SN)(N)


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