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MURR穆爾光電耦合器的選型資料
最近更新時間：2018-7-2
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德國MURR穆爾光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電一光一電轉換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。
德國MURR穆爾光電耦合器是一種把發(fā)光器件和光敏器件封裝在同一殼體內， 中間通過電→光→電的轉換來傳輸電信號的半導體光電子器件。其中，發(fā)光器件一般都是發(fā)光二極管。 而光敏器件的種類較多，除光電二極管外，還有光敏三極管、光敏電阻、光電晶閘管等。 光電耦合器可根據不同要求， 由不同種類的發(fā)光器件和光敏器件組合成許多系列的光電耦合器。
德國MURR穆爾光電耦合器的工作原理：
在光電耦合器輸入端加電信號使發(fā)光源發(fā)光，光的強度取決于激勵電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應而產生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實現了電一光一電的轉換。
德國MURR穆爾光電耦合器主要由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號放大。 光的發(fā)射部分主要由發(fā)光器件構成，發(fā)光器件一般都是發(fā)光二極管，發(fā)光二極管加上正向電壓時，能將電能轉化為光能而發(fā)光，發(fā)光二極管可以用直流、交流、脈沖等電源驅動，但發(fā)光二極管在使用時必須加正向電壓。光的接收部分主要由光敏器件構成，光敏器件一般都是光敏晶體管， 光敏晶體管是利用 PN 結在施加反向電壓時，在光線照射下反向電阻由大變小的原理來工作的。
光的信號放大部分主要由電子電路等構成。發(fā)光器件的管腳為輸入端，而光敏器件的管腳為輸出端。工作時把電信號加到輸入端，使發(fā)光器件的芯體發(fā)光， 而光敏器件受光照后產生光電流并經電子電路放大后輸出，實現電→光→電的轉換，從而實現輸入和輸出電路的電器隔離。由于光電耦合器輸入與輸出電路間互相隔離，且電信號在傳輸時具有單向性等優(yōu)點， 因而光電耦合器具有良好的抗電磁波干擾能力和電絕緣能力。
德國MURR穆爾光電耦合器的基本工作特性：
1、共模抑制比很高
在德國MURR穆爾光電耦合器內部，由于發(fā)光管和受光器之間的耦合電容很?。?pF以內）所以共模輸入電壓通過極間耦合電容對輸出電流的影響很小，因而共模抑制比很高。
2、輸出特性
德國MURR穆爾光電耦合器的輸出特性是指在一定的發(fā)光電流IF下，光敏管所加偏置電壓VCE與輸出電流IC之間的關系，當IF=0時，發(fā)光二極管不發(fā)光，此時的光敏晶體管集電極輸出電流稱為暗電流，一般很小。當IF>0時，在一定的IF作用下，所對應的IC基本上與VCE無關。IC與IF之間的變化成線性關系，用半導體管特性圖示儀測出的光電耦合器的輸出特性與普通晶體三極管輸出特性相似。其測試連線如圖2，圖中D、C、E三根線分別對應B、C、E極，接在儀器插座上。
3、隔離特性
1．隔離電壓Vio（Isolation Voltage）
光耦合器輸入端和輸出端之間絕緣耐壓值。
2．隔離電容Cio（Isolation Capacitance）：
光耦合器件輸入端和輸出端之間的電容值
3．隔離電阻Rio：（Isolation Resistance）
半導體光耦合器輸入端和輸出端之間的絕緣電阻值。
4、傳輸特性：
1．電流傳輸比CTR（Current Transfer Radio）
輸出管的工作電壓為規(guī)定值時，輸出電流和發(fā)光二極管正向電流之比為電流傳輸比CTR。
2．上升時間Tr （Rise Time）& 下降時間Tf（Fall Time）
德國MURR穆爾光電耦合器在規(guī)定工作條件下，發(fā)光二極管輸入規(guī)定電流IFP的脈沖波，輸出端管則輸出相應的脈沖波，從輸出脈沖前沿幅度的10%到90%，所需時間為脈沖上升時間tr。從輸出脈沖后沿幅度的90%到10%，所需時間為脈沖下降時間tf。
其它參數諸如工作溫度、耗散功率等不再一一復述。
5、光電耦合器可作為線性耦合器使用。
在發(fā)光二極管上提供一個偏置電流，再把信號電壓通過電阻耦合到發(fā)光二極管上，這樣光電晶體管接收到的是在偏置電流上增、減變化的光信號，其輸出電流將隨輸入的信號電壓作線性變化。光電耦合器也可工作于開關狀態(tài)，傳輸脈沖信號。在傳輸脈沖信號時，輸入信號和輸出信號之間存在一定的延遲時間，不同結構的光電耦合器輸入、輸出延遲時間相差很大。
德國MURR穆爾光電耦合器的產品特性：
使用長久
無機械損耗
沒有接觸反彈時間
短的開關時間
低輸入功率
無聲運行
寬度窄:可達10 A開關電流——只有6.2毫米寬
模塊的開關頻率高達500 kHz
耐沖擊和振動
抗EMC干擾
光電耦合器用以結合不同的信號等級或者從一個信號中隔離出另一個信號。他們在輸入輸出間傳輸光電信號，因此,他們從不磨損。
德國MURR穆爾光電耦合器的選取原則：
在設計光耦光電隔離電路時必須正確選擇光耦合器的型號及參數，選取原則如下：
(1)由于德國MURR穆爾光電耦合器為信號單向傳輸器件，而電路中數據的傳輸是雙向的，電路板的尺寸要求一定，結合電路設計的實際要求，就要選擇單芯片集成多路光耦的器件。
(2)光耦合器的電流傳輸比(CTR)的允許范圍是不小于500%。因為當CTR<500%時，光耦中的LED就需要較大的工作電流(>5.0 mA)，才能保證信號在長線傳輸中不發(fā)生錯誤，這會增大光耦的功耗。
(3)德國MURR穆爾光電耦合器的傳輸速度也是選取光耦必須遵循的原則之一，光耦開關速度過慢，無法對輸入電平做出正確反應，會影響電路的正常工作。
(4)推薦采用線性光耦。其特點是CTR值能夠在一定范圍內做線性調整。設計中由于電路輸入輸出均是一種高低電平信號，故此，電路工作在非線性狀態(tài)。而在線性應用中，因為信號不失真的傳輸，所以，應根據動態(tài)工作的要求，設置合適的靜態(tài)工作點，使電路工作在線性狀態(tài)。
通常情況下，單芯片集成多路光耦的器件速度都比較慢，而速度快的器件大多都是單路的，大量的隔離器件需要占用很大布板面積，也使得設計的成本大大增加。在設計中，受電路板尺寸、傳輸速度、設計成本等因素限制，無法選用速度上非常占優(yōu)勢的單路光耦器件。
德國MURR穆爾光電耦合器的結構：
光電耦合器的主要結構是把發(fā)光器件和光接收器件組裝在一個密閉的管殼內 , 然后利用發(fā)光器件的管腳作輸入端, 而把光接收器的管腳作為輸出端 。當在輸入端加電信號時,發(fā)光器件發(fā)光。這樣,光接收器件由于光敏效應而在光照后產生光電流并由輸出端輸出。從而實現了以“光”為媒介的電信號傳輸 , 而器件的輸入和輸出兩端在電氣上是絕緣的 。這樣就構成了一種中間通過光傳輸信號的新型半導體光電子器件。光電耦合器的封裝形式一般有管形、雙列直插式和光導纖維連接三種。具有體積小、使用壽命長、工作溫度范圍寬、抗干擾性能強．無觸點且輸入與輸出在電氣上*隔離等優(yōu)點。
德國MURR穆爾光電耦合器的主要特點如下 :
①光信號單向傳輸 ，輸出信號對輸入端無反饋，可有效阻斷電路或系統(tǒng)之間的電，但并不切斷他們之間的信號傳遞。②隔離性能好，輸入端與輸出端之間*實現了電隔離。③光信號不受電磁波干擾，工作穩(wěn)定可靠。④光發(fā)射器件與光敏器件的光譜匹配十分理想，響應速度快，傳輸效率高，光電耦合器件的時間常數通常在微秒甚至毫微秒級。 ⑤抗共模干擾能力強，能很好地抑制干擾并消除噪音。 ⑥無觸點，使用壽命長，體積小，耐沖擊能力強。 ⑦易與邏輯電路連接。⑧工作溫度范圍寬，符合工業(yè)和軍用溫度標準。
由于光電耦合器的輸入端是發(fā)光器件，發(fā)光器件是阻抗電流驅動性器件，而噪音是一種高內阻微電流電壓信號。 因此德國MURR穆爾光電耦合器件的共模抑制比很大，光電耦合器件可以很好地抑制干擾并消除噪音。它在計算機數字通信及實時控制電路中作為信號隔離的接口元件可以大大增加計算機工作的可靠性。 在長線信息傳輸中作為終端隔離元件可以大幅度提高信噪比。所以，它在各種電路中得到了廣泛的應用。目前已成為種類多、用途廣的光電器件之一。
輸入和輸出端之間絕緣 , 其絕緣電阻一般都大于 10Ω, 耐壓一般可超過 1kV , 有的甚至可以達到 10kV 以上 。由于“光” 傳輸的單向性 , 所以信號從光源單向傳輸到光接收器時不會出現反饋現象, 其輸出信號也不會影響輸入端。由于發(fā)光器件( 砷化鎵紅外二極管) 是阻抗電流驅動性器件 , 而噪音是一種高內阻微電流的電壓信號 。因此德國MURR穆爾光電耦合器件的共模抑制比很大 ,所以,光電耦合器件可以很好地抑制干擾并消除噪音。它在計算機數字通信及實時控制電路中作為信號隔離的接口元件可以大大增加計算機工作的可靠性。 在長線信息傳輸中作為終端隔離元件可以大幅度提高信噪比。所以，它在各種電路中得到了廣泛的應用。目前已成為種類多、用途廣的光電器件之一。