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    在PCB布局中如何高效的使用光耦合器?

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    在電子產品中,嵌入式系統通常依靠光耦合器接收來自的輸入信號。外部傳感器開關。在某種程度上,它們就像微控制器的鬧鐘。理想情況下,所有信號都準確地中繼到微控制器。然而,當光耦合器未正確實現時,微控制器有時會在沒有觸發輸入時錯過輸入信號或錯誤地檢測信號。在這個PCB設計教程中,我們將討論如何設置光耦合器以在PCB布局中取得成功。但首先,讓我們自己提醒光耦合器的設計是如何工作的。

    在PCB布局中如何高效的使用光耦合器?

    PCB設計教程:光耦合器的基本原理

    光耦合器是隔離輸入信號的電子元件通過光學接口。光耦合器的最基本形式包括紅外LED和單個集成的光電晶體管。當電流通過時,紅外LED開啟,強度取決于電流的幅度。光電晶體管由LED燈激活,導致其集電極和發射極之間短路。

    紅外LED和光電晶體管通常由玻璃或空氣隔開。這使光耦合器的電隔離度<10kV。因此,光耦合器是將嵌入式系統與源自輸入信號環境的電氣干擾隔離的理想選擇。

    除了保護嵌入式系統免受電噪聲影響外,光耦合器還用于保持低電壓和高電壓。系統分開。例如,作為光耦合器變體的光三端雙向可控硅開關元件可用于控制高AC電壓器件。例如,AC電動機。這消除了可能導致微控制器及其相關組件損壞的電路故障風險。

    在PCB布局中如何高效的使用光耦合器?

    光耦合器可以降低高壓損壞的風險。

    PCB設計教程:光耦合器的錯誤

    光耦合器是一個簡單的無源元件,大多數設計師遇到讓光耦合器工作不是火箭科學;但是,有一些設計錯誤會導致使用一個或導致輸入信號不穩定的目的。

    1。未能分離光耦合器接地連接。

    在基本光耦合器中,集成(IC)由兩個接地引腳組成。一個連接到紅外LED,另一個連接到光電晶體管。錯誤是在布線PCB時將兩個接地連接在一起。根據我的工程經驗,我甚至在機器中使用的電子控制器中遇到過這種情況。

    使用光耦合器的主要原因是安全地分離兩個電路。當外部接地連接到PCB時,電路中的任何接地噪聲都可以直接耦合到敏感的板載電路。而是為外部接地引腳創建單獨的信號連接,并為輸入接地線分配專用連接器。

    2。使用限流電阻的錯誤值

    除了施加適當的輸出電壓外,光耦合器的紅外LED還需要足夠的電流才能正常工作。最小正向電流的值可以參考相應光耦合器的電流傳輸比圖表。如果限流電阻在光耦合器的最小值下工作,則光電晶體管可能表現不規則。例如,來自開關的10個有效輸入中,只有部分輸入將被檢測到。

    另一方面,限流電阻的值不應太低。這是為了防止紅外LED發生故障。與常規LED一樣,紅外LED具有不應過沖的最大正向電流。這使得選擇正確的限流電阻成為確??煽抗怦詈掀鞑僮鞯年P鍵步驟。

    在PCB布局中如何高效的使用光耦合器?


    顧名思義,需要足夠的電流來點亮紅外LED

    3。選擇錯誤的光耦合器

    盡管看起來很普遍,但并非所有的光耦合器都是相同的。例如,光電三端雙向可控硅用于控制交流負載,而光達 - 達林頓則適用于僅產生少量輸入電流的情況。另一個考慮因素是集電極 - 發射極擊穿輸出電壓,對于不同型號的光耦合器可能會有所不同。

    但如果您只是使用光耦合器進行正常的輸入隔離,那么像PC817這樣的型號就可以解決問題。您還可以花更少的時間來創建足跡,因為PCB設計軟件中的通用光耦合器組件可以解決問題。

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