【導(dǎo)讀】在照明電路設(shè)過程中，光耦合器是重要的電子元器件。工程師必須牢牢掌握光耦合器的工作原理和結(jié)構(gòu)。HCNR200光耦合器作為低成本、高穩(wěn)定渡、高線性度的高精度線性光耦，其諸多的優(yōu)點才能夠滿足光電隔離轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計。本文就解析了光耦合器的工作原理。
HCNR200型的線性光耦合器，作為一種高線性度的光耦元件，其本身是由3個光電元件組成，其中LED為高性能的AlGaAs型發(fā)光二極管，PDl、PD2是兩個用同種工藝制成從而具有嚴(yán)格比例關(guān)系的光敏二極管。當(dāng)LED中流過電流If時，其所發(fā)出的光會在PD1和PD2中感應(yīng)出正比于LED發(fā)光強(qiáng)度的光電流IPD1、IPD2，其中If、IPD1、IPD2三者之間滿足以下關(guān)系式：
在上圖所提供的三個公式中，參數(shù)K1、K2分別為輸入、輸出光電二極管的電流傳輸比，其典型值均為0.5%左右。因為參數(shù)If一般在l~20mA之間，所以IPD1、IPD2一般在50uA以下。K3為傳輸增益，當(dāng)一只HCNR200被制造出來后，其輸出側(cè)光電流和輸入側(cè)光電流之比就是一個恒定值K3，線性光耦HCNR200的傳輸增益K3約為1±0.15。
HCNR200內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖
HCNR200光耦合器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖，如上圖所示。從上圖中我們可以很清楚的看到3個光電元件之間的工作聯(lián)系。在使用該芯片來完成電路設(shè)計時，發(fā)光二極管LED與光電二極管PDl組成隔離轉(zhuǎn)換電路的輸入部分并形成負(fù)反饋，用來檢測和穩(wěn)定發(fā)光二極管發(fā)光的強(qiáng)度。PD2則構(gòu)成隔離轉(zhuǎn)換電路的輸出部分。由于整個電路輸入部分構(gòu)成負(fù)反饋回路，因而只要負(fù)反饋通道的LED和PD1關(guān)系確定，隔離轉(zhuǎn)換電路的輸入部分就穩(wěn)定。又因為PD1與PD2嚴(yán)格成比例，則可通過適當(dāng)?shù)碾娐肥馆敵鲂盘柵c輸入信號有穩(wěn)定的比例關(guān)系。總之，PD1和PD2安裝位置的精確性及兩者嚴(yán)格比例關(guān)系、負(fù)反饋電路的應(yīng)用以及元件先進(jìn)的封裝設(shè)計保證了HCNR200的高線性度和傳輸增益的高穩(wěn)定性。
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