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五彩晶圆(初级)

光耦输入电路中的保护问题 [复制链接]

 

image.png  上图是我经常用的光耦输入电路,以前没有研究过,

问题1:电路中的R2 300欧姆的电阻有什么用。

问题2:开关闭合后单片机的输入大概是120mV的电压,感觉单片机IO阻抗如果是100K的情况会更高,这种电路需不需要改进

此帖出自模拟电子论坛

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问题1:电路中的R2 300欧姆的电阻有什么用。

 

光耦中的发光二极管,其伏安特性与硅二极管相似,电流比较小的时候压降也比较小,电流增加压降增加缓慢。这样,容易受到外界干扰。并联R2后,通过R1的电流较小时,发光管根本不会导通,电流基本上都从R2流过,光耦处于 “关” 状态。通过R1电流较大时,R2上压降足以使发光管导通,光耦处于 “开” 状态。所以R2可以避免通过R1的电流较小时的误导通。

很多分立三极管的发射结也常并联一个电阻,目的相同。

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既然是并联R2后,通过R1电流较大时,R2上压降足以使发光管导通,光耦处于 “开” 状态 为什么R2会是 300欧姆呢?这个怎么个计算出的  详情 回复 发表于 2022-3-8 14:43

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『问题2:开关闭合后单片机的输入大概是120mV的电压,感觉单片机IO阻抗如果是100K的情况会更高,这种电路需不需要改进』

这种情况,单片机一般不会错误判断引脚电平。

不过,R4可以用得更小一些。R4太小会使单片机在 “关” 状态判断为引脚低电平。R4应以光耦 “关” 时单片机能够准确判断高电平为度,所以R4应大于20~30千欧。

点评

另外还有一个问题,这个R4如果不接,光耦接收端导通同样输出低电平,接收端不导通输出高电平,逻辑也是一样的,那么这个R4的作用是什么呢?  详情 回复 发表于 2022-3-9 14:57
您好!这个R4取1M这么大是不是考虑到光耦接收端不导通,这条通路的静态功耗问题。 电阻大一点,电流小,功耗自然就小了? [attachimg]592048[/attachimg]    详情 回复 发表于 2022-3-9 14:43

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纯净的硅(初级)

maychang 发表于 2022-3-8 12:43 问题1:电路中的R2 300欧姆的电阻有什么用。   光耦中的发光二极管,其伏安特性与硅二极管相似 ...

既然是并联R2后,通过R1电流较大时,R2上压降足以使发光管导通,光耦处于 “开” 状态

为什么R2会是 300欧姆呢?这个怎么个计算出的

点评

R2通常选择数值比300欧要大一些,但不宜超过2千欧。  详情 回复 发表于 2022-3-8 15:51
光耦中发光管正向压降大约是1.0~1.1V,300欧就是根据此值估计的。  详情 回复 发表于 2022-3-8 15:50
电源电压12V,R1为2千欧,如果R2短路,那么流过R1电流为6mA。现在加入R2,R2和光耦中发光管电流之和将稍小于6mA。如果通过R2的电流为6mA,6mA电流在R2上压降为1.8V,远大于发光管导通电压。因此流过R1的电流大部分流  详情 回复 发表于 2022-3-8 15:48

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灞波儿奔 发表于 2022-3-8 14:43 既然是并联R2后,通过R1电流较大时,R2上压降足以使发光管导通,光耦处于 “开” 状态 为什 ...

电源电压12V,R1为2千欧,如果R2短路,那么流过R1电流为6mA。现在加入R2,R2和光耦中发光管电流之和将稍小于6mA。如果通过R2的电流为6mA,6mA电流在R2上压降为1.8V,远大于发光管导通电压。因此流过R1的电流大部分流入发光管,小部分流入R2。

发光管是非线性元件,准确计算不可能,但上面估算已经能够说明问题。


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灞波儿奔 发表于 2022-3-8 14:43 既然是并联R2后,通过R1电流较大时,R2上压降足以使发光管导通,光耦处于 “开” 状态 为什 ...

光耦中发光管正向压降大约是1.0~1.1V,300欧就是根据此值估计的。


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灞波儿奔 发表于 2022-3-8 14:43 既然是并联R2后,通过R1电流较大时,R2上压降足以使发光管导通,光耦处于 “开” 状态 为什 ...

R2通常选择数值比300欧要大一些,但不宜超过2千欧。


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纯净的硅(高级)

我是来学习的,挺好的,之前用光耦都没有做过保护。


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纯净的硅(中级)

这个保护措施很多,请直接参考著名厂家的光电隔离输入保护措施,各有不同的设计思路。

因为有的保护和输入兼容性、速度之间有矛盾,怎么协调最好,可以根据需要COPY。

个人签名چوآن شـين

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一粒金砂(中级)

maychang 发表于 2022-3-8 12:47 『问题2:开关闭合后单片机的输入大概是120mV的电压,感觉单片机IO阻抗如果是100K的情况会更高,这种电路需 ...

您好!这个R4取1M这么大是不是考虑到光耦接收端不导通,这条通路的静态功耗问题。

电阻大一点,电流小,功耗自然就小了?

image.png  

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静态功耗与R4关系不大,倒是和R5关系较大。 想要通过R4的电流很小,干脆把R4去掉(开路)即可。 10楼所画电流通道,其实电流非常小,仅不到5uA。  详情 回复 发表于 2022-3-9 15:07

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一粒金砂(中级)

maychang 发表于 2022-3-8 12:47 『问题2:开关闭合后单片机的输入大概是120mV的电压,感觉单片机IO阻抗如果是100K的情况会更高,这种电路需 ...

另外还有一个问题,这个R4如果不接,光耦接收端导通同样输出低电平,接收端不导通输出高电平,逻辑也是一样的,那么这个R4的作用是什么呢?

点评

R4可以不接(开路)。 R4作用仍然是减小外界干扰。如果负载(后级,也就是XMM1)距离光耦稍远,那么光耦 “关” 时负载那条线对地阻抗很高。有R4后稍好一些。这也是我在2楼说 “R4可以用得更小一些&rd  详情 回复 发表于 2022-3-9 15:12

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普拉卡图 发表于 2022-3-9 14:43 您好!这个R4取1M这么大是不是考虑到光耦接收端不导通,这条通路的静态功耗问题。 电阻大一点,电流小 ...

静态功耗与R4关系不大,倒是和R5关系较大。

想要通过R4的电流很小,干脆把R4去掉(开路)即可。

10楼所画电流通道,其实电流非常小,仅不到5uA。


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普拉卡图 发表于 2022-3-9 14:57 另外还有一个问题,这个R4如果不接,光耦接收端导通同样输出低电平,接收端不导通输出高电平,逻辑也是一 ...

R4可以不接(开路)。

R4作用仍然是减小外界干扰。如果负载(后级,也就是XMM1)距离光耦稍远,那么光耦 “关” 时负载那条线对地阻抗很高。有R4后稍好一些。这也是我在2楼说 “R4可以用得更小一些” 的用意。

不过,光耦通常不会距离负载太远,所以很多设计者并不使用R4。


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