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一款光偶隔离数字驱动实用电路

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nc965
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  • 2010-4-7 09:44:53
这个是我用的一款数字驱动电路,6N137光偶隔离,可以实现200KHz左右的PWM输出,波形很好。


xkw1cn
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  • 2010-4-7 11:02:43
 
hehe!加电容了事。
Aragorn
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高级工程师
  • 2010-4-7 11:11:56
 
哈哈 想法不错
星宇
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  • 2010-4-7 11:22:29
 
自身没有保护!
YTDFWANGWEI
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  • 2010-4-7 13:36:27
 
驱动电路,自身需要什么样的保护?
xkw1cn
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  • 2010-4-7 13:49:33
 
大家不要误会;这贴来源于前面的“图藤柱”,楼主本是展示,他是如何改善输出的。与是否有保护无关。
guoxiaorong188
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  • 2010-4-7 14:16:10
 
楼主,光耦的PWM信号是不是用MCU之类的东西产生的。谢谢
nc965
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  • 2010-4-7 14:34:56
 
正是,图中PIA接口即PIC处理器的一个PWM模块输出引脚的名称。
数字驱动有个特征就是:保护动作可以由MCU随时作出,因此我认为一般没有必要在电路上做什么保护。
Hausa
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高级工程师
  • 2010-4-7 16:15:32
 
请教一下,C3,D2,D3,D4做什么用途?
nc965
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  • 2010-4-7 17:08:08
 
C3是自举电容,自举一下可以稍微使得上升沿更矩形一点,也可以不用,影响不大(0.1个效率百分点吧)。
D2是常规的用法,使Rg在下降沿变小,加速关断的意思,因为很多情况管子的关断损耗取决于关断速度。这个二极管很多人认为要用高速管子,是个误区,其实整流管就行了。
D3、D4是典型的数字输出端口保护措施,当某种原因,比如MOSFET的弥勒效应、意外干扰、静电或者烧毁,导致其G脚出现高于13V或者低于-6V的异常电压,可以通过这两个二极管将过冲电压钳位到电源电压。条件是电源部分是由稳压二极管这样的高速器件在稳压的(而不是7812这样的东东)。这个保护是双重的,既可以保护MOSFET,也保护电路本身。
xkw1cn
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  • 2010-4-7 17:21:24
 
4007的恢复特性比较慢;一旦"遇"到通的情况;会很危险。建议换成10BQ040等肖特基。
nc965
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  • 2010-4-7 17:39:06
 
其实这种担心只是个担心,没有必要的。Rg的作用是防止高的di/dt引起震荡,阻尼电阻的意思,只要他存在并且合适,就能够起作用,所谓整流管速度慢只是说反向恢复慢,并非正向速度也慢,正向快即达到我们加速关断之目的,反向恢复慢一点,意味着正向开通瞬间该二极管是直通的,也在这个瞬间加速了开通,是好的效应,反向恢复期一过,二极管截止,电阻起阻尼作用。OK?
曾经看到过有人用电容加速,虽然我并不赞同这样干,但是其作用和利用二极管反向恢复时间差加速的意思应该差不多。
fanyucheng12345
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副总工程师
  • 2010-4-9 09:48:45
 
楼主很有个人独特的见解。不错
WANGYUREN
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总工程师
  • 2010-4-9 10:15:46
 
:6N137和ZTX三极管都不便宜,二极管再不省点钱老板会
U3的发射结上不用反向并联二极管?(加速U4基极电荷转移,避免推挽输出级直通。)
nc965
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  • 2010-4-9 11:37:54
 
高速光偶6N137是频率需要,我也希望能够找到其他便宜的高速光偶,谁给推荐一二?
ZTX三极管确实比较贵,但是其参数是相当理想的。具体应用其实也有很多其他选择,比如8050、8550也是很常用的。
三极管发射结上反并二极管一般用途是保护三极管不被可能出现的较高的Ved电压烧毁,这个电路没有这样的可能。至于加速作用真还不知道,同时也没有观察到直通的现象。
WANGYUREN
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总工程师
  • 2010-4-9 11:41:26
 
俺没啥推荐的。
U3的发射结上不用反向并联二极管?
nc965
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  • 2010-4-9 11:48:44
 
我想不用,不过用一个也没啥坏处
WANGYUREN
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总工程师
  • 2010-4-9 11:55:46
 
嗯!ZTX的三极管俺没用过,开关特性应该很好。
xkw1cn
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  • 2010-4-9 20:08:50
 
速度和8050、8550差不多;电流大六倍。
WANGYUREN
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  • 2010-4-10 11:00:22
 
:多谢回复。
nc965
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  • 2010-4-10 09:08:56
 
这类管子主要指标是饱和压降VCEset,越低性能越好。
对管型号                       Icm                  VCEset
ZTX651/751                   6A                   0.28V
S8050/8550                0.7A                     0.5V
FZT851/951                 20A                     0.4V
PMBT4401/4403         0.8A                   0.75V
D882/772                      7A                    0.3V 本帖最后由 nc965 于 2016-3-3 15:39 编辑

WANGYUREN
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总工程师
  • 2010-4-10 10:59:02
 
:多谢回复。
xkw1cn
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  • 2010-4-9 10:22:27
 
赞一个!
blueskyy
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  • 2010-7-24 00:48:21
 
分析的不错。
龙虾
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高级工程师
  • 2010-10-13 20:44:19
 
楼主,很有想法,学习了,3Q
Hausa
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高级工程师
  • 2010-4-13 18:19:47
 
谢谢您的回答。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-7-24 00:49:33
 
C3:正反馈作用。
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-7-24 08:19:13
 
常说的自举有二极管和电源隔离,还是驱动上管的。这里的也没二极管,自举电容还通过电阻接在下管基极
nc965
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  • 2010-7-24 09:04:36
 
图腾柱自举是古老常规的技术了。悬浮驱动的自举是专利技术,此自举非彼自举。
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-7-24 09:44:34
 
我说呢,原来二个不一回事啊
blueskyy
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总工程师
  • 2010-7-24 12:06:08
 
不要弄的那么悬乎,就是个正反馈而已。。。。。。
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-7-24 14:16:36
 
蓝天兄,看下29楼,帮我分析一下 谢谢
厚劲薄发
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LV8
副总工程师
  • 2011-1-15 14:28:48
 
另外,光耦原边由MCU驱动,你的电流应该不大吧,5mA?另外,这5mA电流走MCU不好吧?
厚劲薄发
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副总工程师
  • 2010-7-14 10:46:28
 
有个问题,光耦输出端为何不用一级图腾,而要用达林顿式图腾?一级驱动能力应该也够吧,比如驱动MOS管。另外,这个电路一定要设置负电源,否则三极管压降有点大,担心不会关断MOS管? 还有,6N137是高速光耦,不过管脚太多,有没有推荐的4个管脚的高速光耦,谢谢。
nc965
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  • 2010-7-14 12:11:23
 
这个电路是经过精心优化后的电路,其中优化目标之一就是电流消耗,为减轻关断时的耗电,采用了达林顿,这样R4、R5可以用到3K以上都能保证上升沿,否则要1K以下,这在关断期间耗电增加很多。
负电源一般最好有点,这里采用还因为6N137工作电压不能超过6V,一举两得。
更好的高速光耦我也在找,你有线索通知一声。
心如止水
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高级工程师
  • 2010-7-14 20:58:19
 
学习了
acaichudao
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初级工程师
  • 2010-7-17 15:57:24
 
顶多谢NC965大师
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-7-24 08:16:38
 
厚劲薄发
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LV8
副总工程师
  • 2010-10-13 17:13:07
 
我没有更好的光耦,不过在用:HCPL-0600。
另外,有个问题请教一下,用光耦做驱动,有个问题,就是光耦随时间变化其性能变化很大,所以一些人觉得还是磁隔离好一点。不知这点你怎么看?
nc965
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  • 2010-10-13 18:13:03
 
光耦随时间变化其性能变化很大 ?哪个参数?老化问题?寿命问题?还是延迟?
磁隔离和光耦隔离特性不同,各有各的适应性吧。感觉用于数字PWM控制,还是光耦方便些,磁隔离最大问题是做高占空比(占空超过50%) 很困难,而光偶隔离没有这个问题。
HolyFaith
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LV8
副总工程师
  • 2010-7-23 19:56:28
 
看的模糊,之前只会按书上分析,请教一下基础问题。仍按照三极管导通条件集电极反偏,发射结正偏分析一下:
(1)U2导通时,U3U5基极低电平,U3的UCB>0,UBE怎么分析?但是感觉是不能导通。U5可以认为UBC>0.那UEB呢?U4没有导通时,U5的集电极是悬空的,驱动电阻也没和MOS的S相连。
(2)U2截止时,如果认为U3导通,那U3的发射结正偏的条件怎么满足?
看有些器件内部也是达林顿结构,按三极管导通条件集电极反偏,发射结正偏一直分析不明白,刚好看到这个,就请各位帮我分析一下,解我多年之惑。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-7-23 22:11:46
 
路过,有时间再看。。。
nc965
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  • 2010-7-23 22:42:00
 
补上这个电路的仿真波形(窄脉冲),可以明显地看到C3、D2对波形的影响
wings20
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高级工程师
  • 2010-8-3 17:20:23
 
U1A和U1B是你说的那块的芯片的引脚吗??大师
还有电路使用了两个达林顿管电路?
还有能不能说下电路的工作原理呢??谢谢!!
nc965
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  • 2010-8-7 08:52:33
 
U1A和U1B是U1的两部分,U1就是6N137
只有一个达林顿
工作原理觉得已经很明了了,还有什么地方需要说明的吗?
jin2010
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高级工程师
  • 2010-8-7 08:42:35
 
顶一下,
nansir
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  • 2010-8-24 21:17:22
 
这么好的帖子今天才看见,后悔啊,顶大哥
厚劲薄发
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LV8
副总工程师
  • 2010-10-15 15:49:36
 
请教一下,光耦副边需要加保护么?似乎有人喜欢加那种背靠背的稳压管,不知这里有必要不?或者需要加什么别的保护?谢谢。
nc965
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  • 2010-10-16 00:02:26
 
破环性信号只会从MOS方向串进来,D3、D4已经提供了足够的保护,其他保护没有必要吧。
厚劲薄发
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LV8
副总工程师
  • 2010-10-17 11:36:24
 
有好多人也是不加的,我也只是想听听你对这个问题的看法。
另外,我说的温度问题,目前好多高速光耦都只有85C,而驱动一般置于开关管旁,开关旁是散热器,其最高温度都会很高,如110C,这对光耦会不会有什么影响?
nc965
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  • 2010-10-18 15:19:25
 
保护是必要的,灵活的应用很多情况下可以简化,但是简化的是电路和成本,功能不能简化。
关于温度,光耦和相关器件应该归类于控制部分,是弱电,很多人在主板上另立一个控制板,或者单独飞一个驱动小板,因此,这部分应该按照控制电路相关元件的功率密度和热功率考虑,不应和主功率器件混为一谈。
厚劲薄发
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副总工程师
  • 2010-10-15 16:00:14
 
6N137的温度为8 5C,是不是太低了?
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-10-19 21:16:39
 
85°还低,我在想要是再高的话,会不会因为热的原因,印象正常的发光和通断呢?
厚劲薄发
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LV8
副总工程师
  • 2010-10-20 09:03:01
 
那这个驱动光耦一般置于何处呢?不能放在MOS管旁边么?
nc965
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  • 2010-10-20 09:15:44
 
一般主电路和控制板是分开的,从电路上看,光偶离MCU近,离MOS远
厚劲薄发
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副总工程师
  • 2010-10-20 09:37:12
 
好建议。不过如果光耦离MOS近,如果温度不是问题,会有别的影响么?应该也没有吧?
nc965
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  • 2010-10-20 11:37:07
 
主要是强电磁干扰,尽量避免才好
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-10-20 19:13:05
 
画PCB的时候有种说法是光耦下面不能走线,可能是这么个原因吧
nc965
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  • 2010-10-20 20:12:53
 
那到不是,光偶下面不走线是安全距离需要,保证引脚间距
HolyFaith
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LV8
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  • 2010-10-20 20:33:08
 
光耦的下面的间隔和其他DIP系列的一样啊,但是DIP封装的其他芯片有的就在下面过线了,譬如芯片的电源和地之间的那个去耦电容接的时候就从下面引线
nc965
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  • 2010-10-20 20:40:12
 
光耦是用来隔离的,隔离什么?隔离高压,两排出线的间距必须满足爬电间距,你在中间走线,就破坏了这个间距。
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-10-20 20:44:53
 
这么说有道理,呵呵 谢谢李老师的指点
max245595054
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初级工程师
  • 2010-11-4 20:12:05
 
l楼主能不能把光偶换成声表滤波器
厚劲薄发
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副总工程师
  • 2011-1-14 16:39:56
 
楼主,我也在用类似光耦,但碰到一个问题,光耦不能超过5V。你的光耦加了个13V,是不是有问题?
nc965
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  • 2011-1-14 16:55:57
 
如此连接,光耦上的电压在4~5.5V之间,正好
厚劲薄发
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副总工程师
  • 2011-1-15 14:08:28
 
请教一下,U1B上的电压是13V通过一个电阻,能保证U1B上的电压在4~5.5么?多谢。
nc965
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  • 2011-1-16 09:36:55
 
为什么这样接线,这里面有个讲究,一直没有人提问,就一直没有给出说明。
驱动电路一个最重要的特性是:任何时候都应该保证驱动逻辑正确,即使上电或者掉电过程,也不能出现不可控的错误逻辑,否则就很危险。
这里,光耦除了D1通过-6V供电外,还有个R1通过+13V供电,这样,无论是上电或者掉电过程,均能够使输出保持低电平。
如果没有R1,掉电时,光耦通过-6V供电,-6V很快跌落(+13V基本没有通道,跌落滞后很多),光耦掉电失效,U2无驱动,则在输出端给出一个高电平,这是绝不也许的吧?
厚劲薄发
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  • 2011-1-19 19:09:48
 
D1方向是否反了?
nc965
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  • 2011-1-20 17:12:40
 
D1的作用是保证来自+13V的电流不会被-6V因为先掉电而消失,让U2始终(上电的第一时刻或者掉电的最后时刻)保持正偏置,输出始终保持低电平,你看反没有反?
厚劲薄发
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副总工程师
  • 2011-1-20 19:12:55
 
这么说,光耦供电是13V通过3K电阻而产生一个5V,但你如何能保证3K上电压降为8V,即2.3mA电流?是不是用个1K就不行呢?
nc965
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  • 2011-1-20 21:34:40
 
光耦供电主要是靠D1供电,电压=6-0.7=5.3V, 电流8mA左右,3K电阻只是在任何情况下对U2保持偏置.
不用R1或者D1,或者D1反接,都不能保证上电掉电过程的逻辑正确,你具体试了就明白了。
cdzx11
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总工程师
  • 2011-1-15 14:36:58
 
似乎高速光耦都不用光电三极管,而用的是光电二极管。是不是用光电二极管就比较容易实现高速开关呢?
那么,我们能不能用发光二极管+光电二极管自己搭光耦?
自己搭光耦有一个不利条件:光耦合效率想当低,远不能和集成光耦内部相比,但可以考虑换大功率发光二极管,虽然驱动功率增加不少,如果性能能上去,想必还是有价值的。
xkw1cn
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  • 2011-1-15 17:22:23
 
如果你试过;就发现,主要问题是分离电路的杂散参数太大。
cdzx11
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总工程师
  • 2011-1-15 18:48:18
 
你试过吗?或者谁试过?
具体问题出在哪儿?
xkw1cn
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  • 2011-1-15 22:12:29
 
是的!试过。
问题就是你自己。认识越深;问题越多。
cdzx11
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总工程师
  • 2011-1-15 22:31:51
 
对分立电路来说,杂散问题基本上无解。
不过现在应该比过去好得多了,贴片元件的尺寸小的多。
xkw1cn
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  • 2011-1-16 09:22:56
 
是好多了!
但是;有时会为5PF的杂散容量;不得不尽折腰。
你的连线长度永远赶不上在一个IC壳里的绑定线短。。。
nc965
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  • 2012-3-14 21:48:56
 
做成模块了




xkw1cn
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  • 2012-3-14 21:58:47
 
好是好;貌似有点山寨。
lizlk
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  • 2012-3-15 09:38:31
 
不错,终于弄好了。支持!
WANGYUREN
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  • 2012-3-15 21:30:37
 
隔离抗电强度多高?好像光耦初次级铜箔间的距离不大
nc965
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  • 2012-3-15 21:43:11
 
留的3mm,市电水平(280VAC/400VDC)我都是这个间距,少了?
WANGYUREN
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  • 2012-3-16 10:02:06
 
lndbya
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  • 2012-3-31 09:34:00
 
持续关注
WANGYUREN
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总工程师
  • 2012-3-16 10:05:40
 
A类有接地保护(PE)的够了。好像D882集电极→光耦1、2脚间的电气间隙没3mm
nc965
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  • 2012-3-16 11:03:03
 
我这是电路内部电压,与市电直接连接的部分间距还要加大,PE保护也很周全。这里光耦第一脚是个空(NC)脚。
lizlk
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  • 2012-3-29 12:18:05
 
有没有测试过供电电源瞬间掉电,PWM输出波形?
有没有测试过PWM掉电之后,输出的PWM波形?
nc965
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  • 2012-3-30 12:51:07
 
各种意外都试过,绝对不会出现错误驱动逻辑
lizlk
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  • 2012-3-31 15:58:07
 
,真是太牛了,顶起,这个电路和楼主位的电路图参数是一致的吗??还是楼主位电路图实际参数有变化呢?
nc965
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  • 2012-4-7 10:11:51
 
根据具体应用,有点变化,与PCB对应的电路:大家可以DIY

lizlk
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  • 2012-4-7 10:35:59
 
无条件的顶起和支持李工!
lucsunny
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高级工程师
  • 2012-4-10 16:31:38
 
为什么基极都没有加电阻,至少U2基极应该加个电阻的吧。没看出来6N137供电怎么是4.5V—5V,这个跟开关频率有关系吗?
nc965
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  • 2012-4-10 16:44:01
 
有0V是吧,有-5V是吧,0V-(-5V)=5V是吧,4148还有个0.5V是吧?5V-0.5V=4.5V是吧?
加电阻、加二极管都试过,最后这样才是最好,这是开关电路,不是放大电路。
zcyzvs
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LV8
副总工程师
  • 2012-4-7 09:54:47
 
很好,很不错的。学习了。
andywang
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LV6
高级工程师
  • 2013-10-14 16:50:27
 
学习!
小雨清风一点通
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LV6
高级工程师
  • 2013-10-14 20:03:52
 
我觉得用变压器更好些,光耦成本上去了,驱动上去了,而且要加一组甚至两组供电电源。
yanpm
  • yanpm
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副总工程师
  • 2013-10-15 07:48:15
 
zhaoaweidy
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本网技师
  • 2013-12-12 14:30:11
 
学习了
youngmee
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高级工程师
  • 2016-7-6 09:36:16
 
长见识了,谢谢李工不厌其烦的回复,先Mark一下,晚上回去细看。
路长悦先生
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初级工程师
  • 2016-7-10 20:53:34
 
哥,我在Mulitisim上仿真可你的电路图   不知道哪里出了问题  Mosfet的驱动波形出不来   请大神赐教   示波器  红线表示输入脉冲     绿线表示mosfet驱动脉冲   绿线一直是0   不知道为何



本帖最后由 路长悦先生 于 2016-7-10 20:56 编辑

驱动.png
示波器.png
nc965
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  • 2016-7-10 21:22:57
 
几个VCC?
路长悦先生
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初级工程师
  • 2016-7-10 21:32:16
 
0V,-5V,13V,三个
路长悦先生
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LV4
初级工程师
  • 2016-7-10 22:06:04
 
难道不是么?
nc965
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  • 2016-7-11 06:10:24
 
不熟悉这个软件,一般只有一个Vcc,另外光耦7脚应该有网络。
路长悦先生
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初级工程师
  • 2016-7-11 11:48:35
 
哥,你用得什么仿真软件?0V,-5V,13V是共地的么?
nc965
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  • 2016-7-11 14:33:24
 
这不是仿真,是实板,供电电源为20V单电源
路长悦先生
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初级工程师
  • 2016-7-11 15:13:17
 
0V,-5V,15V 不是三个电压么?怎么是一个20V单电压供电?
fangzhen.png
nc965
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  • 2016-7-11 15:24:29
 
0V是电路产生的,你要用-5V,15V两个电压也可以
本帖最后由 nc965 于 2016-7-11 15:25 编辑

路长悦先生
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初级工程师
  • 2016-7-11 16:43:45
 
大侠,我仿真了两天   咋就仿真不出来?
nc965
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  • 2016-7-11 17:44:39
  • 倒数10
 
你跟踪信号看到哪就不对了?
路长悦先生
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初级工程师
  • 2016-7-11 19:01:37
  • 倒数9
 
6n137光耦隔离输出脉冲是一条直线

输入时红线波形;输出是蓝线波形

输入时红线波形;输出是蓝线波形
路长悦先生
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初级工程师
  • 2016-7-11 20:06:47
  • 倒数8
 
大侠,我做出来了  ,哈哈,谢谢指导哈
改正后的驱动原理图.png

红线是输入脉冲;蓝线是驱动输出脉冲

红线是输入脉冲;蓝线是驱动输出脉冲
nc965
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  • 2016-7-12 06:37:10
  • 倒数7
 
初始信号要与单片机匹配,最大5v20mA
路长悦先生
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初级工程师
  • 2016-7-12 20:58:17
  • 倒数6
 
知道了,谢谢大神哈
炎黄的后人
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副总工程师
  • 2016-12-8 11:00:59
  • 倒数5
 
学习一下
电子古董
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  • 2020-7-24 17:39:40
  • 倒数4
 
这个电路的累赘元件很多哦
nc965
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  • 2020-7-24 18:12:20
  • 倒数3
 
可以简化一点,但特性也随之简化一点。
erzhu2007
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高级工程师
  • 2021-2-23 14:32:27
  • 倒数2
 
老师,这款电路怎么驱动半桥?
nc965
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最新回复
  • 2021-2-23 20:09:03
  • 倒数1
 
上管自举供电只能产生单电压,需将91楼电路C5短路运行
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