光耦电路中,限流电阻位置有什么影响?
电路设计中,光耦电路属于一个分支,但是同样受到设计者的广泛关注。本文就以IPM驱动光耦电路作为设计实例,解析了限流位置对电路的影响。
图1良例:光电二极管的阴极一侧接限制电流
图2不良例:在光电二极管阳极一侧接限流电阻
如图1、图2所示,不难看出其中C1、C2是光耦寄生电容,良例中A点的电位在信号切换过程中变化相对B点要小,因此i1要比i2小很多,所以对后级电路的干扰同样较小。环路1中电流没有突变,而环路2中存在较大的di/dt,同理A电电压较B点电压变化率小的多,综合分析来看良例的效果是较好的。
图1与图2两个电路的参数是完全相同的,从门输出口+寄生电容来看,图2的电阻被光偶二极管单向导电切断。
实际上,就算去掉并接电阻和二极管之后,电路也是可以照常运行的,但存在前提条件。在供电电源正负极连接正常和输入低频率开关信号的前提下,电路可以正常工作。
反向并接1N4148的意义在于保护光耦不承受反向电压的危害。异常情况下,外部控制电源反接时通过4148形成通路,将反向电压嵌位于0.6V左右。4148在这里起到输入电压嵌位消减反向电压的保护作用。反向电压输入值达一定幅度后,超过光耦输入侧发光二极管的安全工作区,有可能导致光耦损坏。4148是为了应对这一异常情况而设的。正常工作时,4148处于不工作的闲置状态。
并接1.8k电阻的作用:半导体器件的PN结中有结电容的存在,具有对电荷存储的作用,这使得器件的工作频率变低,响应变慢。通过并接电阻与提供结电容的电荷泄放通路,可以提高响应速度,在输入高速开关量信号时,才可以看出此电阻的作用。能显著提高器件的反应速度。并接电阻还有另一个作用,是将输入电路由“高阻态”变为“低阻态”,消解异常噪波,提高抗干扰能力。
总的来说,将两个电阻替换为一个电阻是没有问题的,目前市面上很多产品也是仅仅使用一个电阻。采用两个电阻的设计者可能出于以下考虑,如控制引线连接过长,有了电感效应,就会有电压尖刺输入,两只电阻为电感补偿电阻,使回路尽量呈现阻性而不是呈现感性。
本篇文章以两个对比的电路为例,针对限流电阻位置对光耦电路的影响问题进行了全面的介绍,希望大家在阅读过本篇文章之后能够有所收获,并应用到自己的设计中去。