自我学习--关于如何设计光耦电路

本人在项目中多次设计光耦电路,目前电路在项目中运行比较平稳,所以总结一下自己的设计经验,与大家交流一下,如有错误还希望大家指出改正,谢谢(+V:Smt15921588263;愿与大家多交流)
以我最近使用的光耦EL357N(亿光过偶):以实际电路分析吧
自我学习--关于如何设计光耦电路_第1张图片
依据实际项目,光耦前端信号电平为24V/0V;光耦后端单片机PIN读取电平信号为5V/0V;
当无信号输入时,前端信号指示灯D1灭,后端单片机PIN读取到高电平约为5V;
当有信号输入时,前端信号指示灯D1亮,后端单片机PIN读取到低电平约为0V;
明确项目流程再来设计具体电路;
首先C1,C2均为我为信号消抖放置的约为0.1μF;
电阻R5为保护单片机PIN脚,约为22KΩ;
因采用发光二极管D1工作电压约为2V,并且当流过D1的电流为1mA时;放光强度较好,故将D1的限流电阻R1设为22KΩ;与R5料相同,设计时除了考虑原理,成本,用料数量,用料数量越少,越有利于维修和管理。
接下来是如何设计光耦电路,如何使光耦工作时处于稳定的饱和区,使得信号完整不丢失;仔细阅读所使用光耦的技术手册;
1.首先明确R2,R3的串联电路不仅仅是为光耦提供驱动电源,更是为了“反向保护光耦前端”,有技术手册我了解EL357N光耦前端反向电压最大值为6V,超过6V则会损坏光耦;我设计取3V,也就是说:如果有人将地线接上24V,将信号线接0V,此时要使得R2上电压为3V,所以可以算出R2:R3=1:7左右。
2.明确当光耦全部进入饱和区时的现象是单片机读取到的电平应该无限接近于0V;首先我们看技术手册明白,EL357N光耦内部前端导通电压最大值为1.4V,光耦电流的映射比为0.5–6;这里我们设计电路,电流的映射比应考虑最小值0.5;
我们看光耦后端电路,忽略R5,C2;如果光耦后端导通,且流过R4电流为1mA时,那么5V电压将全部压在R4上,单片机读取带低电平,R4取4.7KΩ,为保证电路稳定,将R4取10KΩ。
3.当流过光耦后端电流为1mA时,根据电流映射比取0.5;所以流过光耦前端的电流为2mA;
当信号线正向接通时,R2电压与光耦前端内部导通电压相同为1.4V(技术手册);那么R3电压约为22.6V。由节点电流和为0可知,流过R2电流+光耦前端导通时的电流=流过R3的电流;已知R2的电压为1.4V,流过光耦前端导通的电流为2mA,R3=7*R2;R3的电压为24V-1.4V=22.6V;
所以:自我学习--关于如何设计光耦电路_第2张图片
所以R2取1KΩ,R3取6.8KΩ,电阻的常规型号阻值。
至此便可以放心的接收光耦信号吧。如有错误还望多多指出,还望不吝赐教。如果帮到你了,还请多多关注。

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