一種消除光耦開(kāi)關(guān)時(shí)延不相等的電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種消除光耦開(kāi)關(guān)時(shí)延不相等的電路，該電路的輸入端連接第一反相器；第一反相器的輸出端一方面與第一光耦器的信號(hào)側(cè)負(fù)極連接，另一方面與第二反相器的輸入端連接；第二反相器的輸出端與第二光耦器的信號(hào)側(cè)負(fù)極連接；第一光耦器和第二光耦器的信號(hào)側(cè)正極連接供電電壓；第一光耦器的接收側(cè)正極通過(guò)第一電阻接電壓，第二光耦器的接收側(cè)負(fù)極通過(guò)第二電阻接地，第一光耦器的接收側(cè)負(fù)極與第二光耦器的接收側(cè)負(fù)極連接作為該電路的輸出端。本實(shí)用新型的光耦器雖然斷開(kāi)和閉合都有時(shí)延，但時(shí)延具有相當(dāng)?shù)囊恢滦?，包括發(fā)生溫度變化而時(shí)延變化，自動(dòng)克服了失真。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種消除光耦開(kāi)關(guān)時(shí)延不相等的電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光耦領(lǐng)域，具體是一種消除光耦開(kāi)關(guān)時(shí)延不相等的電路。

【背景技術(shù)】
[0002]光耦的導(dǎo)通時(shí)延與關(guān)斷時(shí)延不相同，所有的光耦都有這樣特點(diǎn):關(guān)斷時(shí)延長(zhǎng)于導(dǎo)通時(shí)延。這樣就產(chǎn)生了使用光耦隔離傳輸?shù)牟ㄐ尾粌H僅是時(shí)延而且失真；當(dāng)導(dǎo)通電流越大則關(guān)斷時(shí)長(zhǎng)越長(zhǎng)，這兩點(diǎn)嚴(yán)重的限制了使用光耦傳輸速率。
[0003]一般使用光電隔離傳輸，一路信號(hào)使用一只光耦完成。由于光耦的導(dǎo)通與關(guān)斷，時(shí)長(zhǎng)不一樣，且隨著溫度，電流的變化而變化，這樣產(chǎn)生的失真幾乎是不可調(diào)和的。尤其為了提高隔離電壓時(shí)，其失真更是難以控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決【背景技術(shù)】中存在的光耦開(kāi)關(guān)時(shí)延不相等的問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種消除光耦開(kāi)關(guān)時(shí)延不相等的電路，該電路的輸入端連接第一反相器；第一反相器的輸出端一方面與第一光耦器的信號(hào)側(cè)負(fù)極連接，另一方面與第二反相器的輸入端連接；第二反相器的輸出端與第二光耦器的信號(hào)側(cè)負(fù)極連接；第一光耦器和第二光耦器的信號(hào)側(cè)正極連接供電電壓；第一光耦器的接收側(cè)正極通過(guò)第一電阻接電壓，第二光耦器的接收側(cè)負(fù)極通過(guò)第二電阻接地，第一光耦器的接收側(cè)負(fù)極與第二光耦器的接收側(cè)負(fù)極連接作為該電路的輸出端。
[0006]進(jìn)一步為了使光耦開(kāi)關(guān)時(shí)延完全相等，所述第一光耦器和第二光耦器的型號(hào)相同，第一反相器和第二反相器的型號(hào)相同。
[0007]為了使該電路適合不同系統(tǒng)的電壓應(yīng)用，所述供電電壓通過(guò)恒流源電路與第一光耦器和第二光耦器的信號(hào)側(cè)正極連接。
[0008]作為一種優(yōu)選的恒流源電路，所述恒流源電路包括第三電阻、第四電阻、PNP型第一三極管、PNP型第二三極管；供電電壓一方面與第二三極管的發(fā)射極連接，另一方面通過(guò)第三電阻與第一三極管的發(fā)射極連接；第一三極管的發(fā)射極與第二三極管的基極直接連接；第一三極管的基極與第二三極管的集電極直接連接，并通過(guò)第四電阻接地；第一三極管的集電極與第一光耦器和第二光耦器的信號(hào)側(cè)正極連接。
[0009]作為一種優(yōu)選的恒流源電路輸出電流值，所述第三電阻的阻值為200Ω，第四電阻的阻值為1K Ω。
[0010]為保證本實(shí)用新型輸出斜率及元器件壽命，所述第一電阻和第二電阻的阻值相同，取值為30?50Ω。
[0011]作為進(jìn)一步優(yōu)選的阻值，所述第一電阻和第二電阻的阻值為40Ω。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果:
[0013]兩只光耦器恒有一個(gè)在導(dǎo)通狀態(tài)(3mA)，從而負(fù)載不表現(xiàn)為容性時(shí)，整體電流基本不變化。因?yàn)閭鬏擮和1，都是利用光耦的導(dǎo)通完成，所以雖然有時(shí)延，但時(shí)延具有相當(dāng)?shù)囊恢滦?，包括發(fā)生溫度變化而時(shí)延變化:0和I的傳輸時(shí)延變化一致且數(shù)量相同，因此自動(dòng)克服了失真。本實(shí)用新型可以使原本單光偶傳輸4.8Kbps，改為雙光偶傳輸50K以上信號(hào)，而隔離電壓仍舊可以保證原有(例如5KV)。
[0014]采用恒流源于光耦源信號(hào)側(cè)，保證流過(guò)光耦信號(hào)側(cè)的電流不隨供電電壓Vd變化而變化。
[0015]第一電阻與第二電阻的阻值，嚴(yán)重影響輸出斜率，也同樣會(huì)影響壽命。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，其阻值在30?50 Ω之間，更優(yōu)的在40 Ω時(shí)，元器件壽命最長(zhǎng)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型優(yōu)選的電路原理圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型在Vd = 5V時(shí)光耦閉合時(shí)延的波形圖。
[0018]圖3為本實(shí)用新型在Vd = 5V時(shí)光耦斷開(kāi)時(shí)延的波形圖。
[0019]圖4為本實(shí)用新型在Vd = 3.3V時(shí)光耦閉合時(shí)延的波形圖。
[0020]圖5為本實(shí)用新型在Vd = 3.3V時(shí)光耦斷開(kāi)時(shí)延的波形圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明本，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此:
[0022]如圖1所示，電路的輸入端Vin連接第一反相器Fl ;第一反相器Fl的輸出端一方面與第一光耦器01的信號(hào)側(cè)負(fù)極連接，另一方面與第二反相器F2的輸入端連接；第二反相器F2的輸出端與第二光稱(chēng)器02的信號(hào)側(cè)負(fù)極連接；第一光稱(chēng)器01的接收側(cè)正極通過(guò)第一電阻Rl接電壓V，第二光耦器02的接收側(cè)負(fù)極通過(guò)第二電阻R2接地，第一光耦器01的接收側(cè)負(fù)極與第二光耦器02的接收側(cè)負(fù)極連接作為該電路的輸出端Vout。
[0023]供電電壓Vd —方面與第二三極管Q2的發(fā)射極連接，另一方面通過(guò)第三電阻R3與第一三極管Ql的發(fā)射極連接；第一三極管Ql的發(fā)射極與第二三極管Q2的基極直接連接；第一三極管Ql的基極與第二三極管Q2的集電極直接連接，并通過(guò)第四電阻R4接地；第一三極管Ql的集電極與第一光稱(chēng)器01和第二光稱(chēng)器02的信號(hào)側(cè)正極連接。
[0024]第一反相器Fl和第二反相器F2均為施密特反相器，型號(hào)相同；第一光耦器01和第二光耦器02型號(hào)相同；第一三極管Ql和第二三極管Q2均為PNP型三極管；第一電阻Rl和第二電阻R2阻值均為40 Ω，第三電阻R3阻值200 Ω，第四電阻R4阻值1K Ω。
[0025]原理分析:
[0026]Vin輸入為1，經(jīng)過(guò)第一反相器Fl倒向?yàn)?，再經(jīng)過(guò)第二反相器F2倒向?yàn)镮 ;此時(shí)，第一光稱(chēng)器01處于導(dǎo)通狀態(tài)，Vout輸出為I。
[0027]Vin輸入為0，經(jīng)過(guò)第一反相器Fl倒向?yàn)?，再經(jīng)過(guò)第二反相器F2倒向?yàn)镺 ;此時(shí)，第二光稱(chēng)器02處于導(dǎo)通狀態(tài)，Vout輸出為O。
[0028]恒流源電路為常規(guī)電路，不做具體分析。在工作狀態(tài)時(shí)，該恒流源電路輸出電流約等于第二三極管Q2的Veb電壓與第三電阻R3阻值的之比(單位安培)。
[0029]實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:
[0030]結(jié)合附圖2-5，當(dāng)供電電壓Vd分別為5v和3.3v時(shí)，光耦測(cè)試結(jié)果如下表:
[0031]表1:光耦測(cè)試結(jié)果(加恒流源部分)
供電電壓恒流部分邊沿時(shí)間

^3I Veb (Q2) I輸出電流上升沿下降沿
[0032]------
5V 供電200Ω 0.572V 2.8mA 12us12us
3.3V 供電200Ω 0.598V 2.85 mA 12us12us
[0033]由附圖2-5及表I清楚得出結(jié)論:本實(shí)用新型的電路其開(kāi)關(guān)時(shí)延完全相等，而且可以適合不同系統(tǒng)的電壓應(yīng)用。
[0034]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神做舉例說(shuō)明。本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種消除光耦開(kāi)關(guān)時(shí)延不相等的電路，其特征在于該電路的輸入端(Vin)連接第一反相器(Fl);第一反相器(Fl)的輸出端一方面與第一光稱(chēng)器(Ol)的信號(hào)側(cè)負(fù)極連接,另一方面與第二反相器(F2)的輸入端連接；第二反相器(F2)的輸出端與第二光I禹器(02)的信號(hào)側(cè)負(fù)極連接；第一光耦器(01)和第二光耦器(02)的信號(hào)側(cè)正極連接供電電壓(Vd)；第一光耦器(01)的接收側(cè)正極通過(guò)第一電阻(Rl)接電壓(V)，第二光耦器(02)的接收側(cè)負(fù)極通過(guò)第二電阻(R2)接地，第一光耦器(01)的接收側(cè)負(fù)極與第二光耦器(02)的接收側(cè)負(fù)極連接作為該電路的輸出端(Vout)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除光耦開(kāi)關(guān)時(shí)延不相等的電路，其特征在于所述第一光耦器(01)和第二光耦器(02)的型號(hào)相同，第一反相器(Fl)和第二反相器(F2)的型號(hào)相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除光耦開(kāi)關(guān)時(shí)延不相等的電路，其特征在于所述供電電壓(Vd)通過(guò)恒流源電路與第一光耦器(01)和第二光耦器(02)的信號(hào)側(cè)正極連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種消除光耦開(kāi)關(guān)時(shí)延不相等的電路，其特征在于所述恒流源電路包括第三電阻(R3)、第四電阻(R4)、PNP型第一三極管(Ql)、PNP型第二三極管(Q2);供電電壓(Vd) —方面與第二三極管(Q2)的發(fā)射極連接，另一方面通過(guò)第三電阻(R3)與第一三極管(Ql)的發(fā)射極連接；第一三極管(Ql)的發(fā)射極與第二三極管(Q2)的基極直接連接；第一三極管(Ql)的基極與第二三極管(Q2)的集電極直接連接，并通過(guò)第四電阻(R4)接地；第一三極管(Ql)的集電極與第一光稱(chēng)器(01)和第二光稱(chēng)器(02)的信號(hào)側(cè)正極連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種消除光耦開(kāi)關(guān)時(shí)延不相等的電路，其特征在于所述第三電阻(R3)的阻值為200 Ω，第四電阻(R4)的阻值為1K Ω。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的任一種消除光耦開(kāi)關(guān)時(shí)延不相等的電路，其特征在于所述第一電阻(Rl)和第二電阻(R2)的阻值相同，取值為30?50Ω。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種消除光耦開(kāi)關(guān)時(shí)延不相等的電路，其特征在于所述第一電阻(Rl)和第二電阻(R2)的阻值相同，為40 Ω。
【文檔編號(hào)】H03K17/28GK203942504SQ201420313578
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】張一禾, 楊麗平 申請(qǐng)人:江蘇林洋電子股份有限公司, 南京林洋電力科技有限公司