pc817 großer Emitter-Kollektor-Spannungsabfall in Sättigung

Um die Antwort von Trevor weiter zu erläutern: Für jede Optokoppleranwendung müssen Sie an zwei Schaltkreisen arbeiten. Stellen Sie zunächst sicher, dass die Signalseite (Infrarot-LED des Optokopplers) ausreichend Strom zum Betrieb hat. Berechnen Sie dann, dass die angetriebene Seite genug Strom aufnimmt, um die Last zu betreiben.

Der maximale Strom$I_{F1}$durchgelassen$D_{1}$beträgt 50mA (im Datenblatt , Absolute Maximum Ratings: Forward current). Wählen Sie einen geeigneten halben Wert (Sicherheitsfaktor 2):$I_{F1} = 20mA$. Abbildung 7 aus dem Datenblatt zeigt diese Durchlassspannung$V_{F1} \approx 1.3V$wenn Betrieb bei$I_{F1} = 20mA$und Umgebungstemperatur von 25 ° C.

Ermittlung des Werts für den Strombegrenzungswiderstand für die Optokoppler-LED:

$R_{1} = \frac{V_{1} - V_{F1}}{I_{F1}} = \frac{3.3V - 1.3V}{20mA} = 100\Omega$

Typische diskrete LEDs mit 5 mm Durchmesser werden mit 20 mA angesteuert, um "hell genug" zu sein. Der Spannungsabfall über der LED-Last variiert je nach Farbe, konsultieren Sie daher das Datenblatt oder diese praktische Tabelle . Nehmen wir das an$D_{2}$ist eine grüne LED, die abfällt$V_{F2} = 2.0V$bei$I_{F2} = 20mA$. Ordnen Sie Ihre Schaltung so um$R_{2}$wird vom Pluspol der Spannungsquelle gespeist$V_{2}$so dass$V_{E}$von$Q_{1}$ist zweckmäßigerweise 0 V. Angesichts dessen$I_{F2} = I_{R2} = I_{C} = 20mA$, Und$I_{F1} = 20mA$, Abbildung 6 gibt uns Spannungsabfall von$Q_{1}$als$V_{CE} \approx 1.9V$. Spannung das$R_{2}$fallen lassen muss ist:

$V_{R2} = V_{2} - V_{F2} - V_{CE} = 3.3V - 2.0V - 1.9V = -0.6V$

Offensichtlich haben wir nicht genug Spannung, um die LED zu versorgen!

Es gibt mehrere Möglichkeiten, dies zu umgehen:

1. Zunahme$V_{2}$
2. Wählen Sie eine LED-Farbe mit niedrigerem Tropfen, oder
3. verringern$V_{CE}$durch Erhöhen$I_{F1}$(Erhöhen des Basissignals zum Erhöhen des Kollektorstroms)

Angenommen, wir können uns nur ändern$I_{F1}$: wählen$I_{F1} = 30mA$. Abbildung 6 gibt uns nun$V_{CE} = 1.2V$: So,$V_{R} = 3.3V - 2.0V - 1.2V = 0.1V$. Das heißt, der Widerstand des Begrenzungswiderstands ist lediglich$R_{2} = \frac{0.1V}{I_{F2}} = 5\Omega$. Das ist ein$4.7\Omega$oder$3.9\Omega$Widerstand bei Verwendung der E12-Serie.

Gehen Sie nun zurück zur Signalseite und stellen Sie ein$R_{1}$. Bei$I_{F1} = 30mA$, Abbildung & gibt$V_{F1} \approx 1.35V$. So$R_{1} = \frac{3.3V - 1.35V}{30mA} = 65\Omega$. Das ist ein$56\Omega$E12-Widerstand.

Wenn Sie es bemerkt haben, sind wir jetzt in Betrieb$D_{1}$näher an seine Grenzen. Auch wenn$V_{1}$oder$V_{2}$eine Batterie ist, verschwenden wir viel Energie. Wenn wir es minimieren können$V_{CE}$(Und$I_{F1}$), könnten wir beide verbessern. Eine Möglichkeit, dies zu tun, wenn Ihre Anwendung für den Optokoppler lediglich darin besteht, die Last ein-/auszuschalten, besteht darin, stattdessen einen FET-Ausgangsoptokoppler zu verwenden.

Zuerst müssen Sie herausfinden, wie stark Sie diese LED ansteuern möchten, dh wie viele mA.

Sobald Sie dies getan haben, sehen Sie sich die Spezifikationen des Geräts an, um die Durchlassspannung bei diesem Strom zu erhalten. Wenn Sie keinen Zugriff auf die Datenblätter haben, stellen Sie diesen Strom über die LED ein, messen Sie den Vorwärtsabfall und fügen Sie beispielsweise 10 % als Toleranz hinzu.

Nehmen wir an, Sie haben gewählt$I_{LED} = 15mA$und finden Sie den LED-Tropfen von$V_{LED} = 1.75V$

Sehen Sie sich nun diese Tabelle in den Optokoppler-Spezifikationen an.

Sie sagen, Ihr LED-Laufwerk ist$\approx $20mA$Schauen Sie sich also diese Linie auf dem Diagramm an.

Suche$15mA$die linke Achse nach oben und finden Sie heraus, wo diese die kreuzte$20mA$IF-Kurve. Dann lassen Sie das auf die untere Achse fallen.

Das gibt dir ein$V_{CE} \approx 0.9V$

Das heißt, die Spannung, die Sie über dem Widerstand abfallen lassen müssen, ist ...

$V_R = 3.3 - V_{LED} - V_{CE} = 3.3-1.75-0.9 = 0.65V$

Widerstand erforderlich =$V_R/I_{LED} = 0.65/.015 \approx 43\Omega$

Sie können bis zu 50 mA absoluten maximalen Eingangsstrom und 50 mA Ausgangsstrom treiben, aber CTR beträgt nur 50 %. für billige Versionen, aber bessere Suffix-Modelle sind CTR = 600%

• oder hFE von 0,5 bis 6 (TYP) ABHÄNGIG VON DER GÜTE DES TEILS, das durch das Suffix gekennzeichnet ist.

Also für 1,2 V IR bei hohem Strom am Eingang und 2,2 V am Ausgang LED

Aus der Erinnerung...

R1 = (3,3 - 1,2)/40 mA = 52 Ohm ca.

R2= (3,3 - 2,2)/20 mA = 55 Ohm

• Verwenden Sie das gleiche R für die rote LED und passen Sie R2 an, wenn CTR besser als normal ist, und prüfen Sie V(R2) /R2 = I2