自我學習--關于如何設計光耦電路

本人在項目中多次設計光耦電路,目前電路在項目中運行比較平穩,所以總結一下自己的設計經驗,與大家交流一下,如有錯誤還希望大家指出改正,謝謝(+V:Smt15921588263;愿與大家多交流)
以我最近使用的光耦EL357N(億光過偶):以實際電路分析吧
光耦電路
依據實際項目,光耦前端信號電平為24V/0V;光耦后端單片機PIN讀取電平信號為5V/0V;
當無信號輸入時,前端信號指示燈D1滅,后端單片機PIN讀取到高電平約為5V;
當有信號輸入時,前端信號指示燈D1亮,后端單片機PIN讀取到低電平約為0V;
明確項目流程再來設計具體電路;
首先C1,C2均為我為信號消抖放置的約為0.1μF;
電阻R5為保護單片機PIN腳,約為22KΩ;
因采用發光二極管D1工作電壓約為2V,并且當流過D1的電流為1mA時;放光強度較好,故將D1的限流電阻R1設為22KΩ;與R5料相同,設計時除了考慮原理,成本,用料數量,用料數量越少,越有利于維修和管理。
接下來是如何設計光耦電路,如何使光耦工作時處于穩定的飽和區,使得信號完整不丟失;仔細閱讀所使用光耦的技術手冊;
1.首先明確R2,R3的串聯電路不僅僅是為光耦提供驅動電源,更是為了“反向保護光耦前端”,有技術手冊我了解EL357N光耦前端反向電壓最大值為6V,超過6V則會損壞光耦;我設計取3V,也就是說:如果有人將地線接上24V,將信號線接0V,此時要使得R2上電壓為3V,所以可以算出R2:R3=1:7左右。
2.明確當光耦全部進入飽和區時的現象是單片機讀取到的電平應該無限接近于0V;首先我們看技術手冊明白,EL357N光耦內部前端導通電壓最大值為1.4V,光耦電流的映射比為0.5–6;這里我們設計電路,電流的映射比應考慮最小值0.5;
我們看光耦后端電路,忽略R5,C2;如果光耦后端導通,且流過R4電流為1mA時,那么5V電壓將全部壓在R4上,單片機讀取帶低電平,R4取4.7KΩ,為保證電路穩定,將R4取10KΩ。
3.當流過光耦后端電流為1mA時,根據電流映射比取0.5;所以流過光耦前端的電流為2mA;
當信號線正向接通時,R2電壓與光耦前端內部導通電壓相同為1.4V(技術手冊);那么R3電壓約為22.6V。由節點電流和為0可知,流過R2電流+光耦前端導通時的電流=流過R3的電流;已知R2的電壓為1.4V,流過光耦前端導通的電流為2mA,R3=7*R2;R3的電壓為24V-1.4V=22.6V;
所以:在這里插入圖片描述
所以R2取1KΩ,R3取6.8KΩ,電阻的常規型號阻值。
至此便可以放心的接收光耦信號吧。如有錯誤還望多多指出,還望不吝賜教。如果幫到你了,還請多多關注。

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