3.4 光電耦合隔離與驅(qū)動電路

由于PWM波形頻率為15.6KHz，普通光耦如TLP521、4N25等由于輸出電容大，使得傳輸波形不夠陡峭，上升延遲十分明顯，所以不能采用這類光耦，而需采用高速光耦，這里我們選用6N137。6N137是一款單通道的高速光耦合器，采用砷化鋁鎵(AlGaAs)作為發(fā)光材料，典型延遲時間為45ns。其內(nèi)部檢測器由一個光敏二極管、高增益線性運放及一個肖特基二極管鉗位的集電極開路三極管組成。具有溫度、電流和電壓補償功能，高的輸入輸出隔離，LSTTL/TTL或者5V COMS兼容。其特性如下：

(1) 轉(zhuǎn)換速率高達(dá)10MBit/s;

(2) 壓擺率高達(dá)10kV/μs

(3) 邏輯電平輸入，集電極開路輸出。

其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳如圖3-5所示：

圖3-5 6N137內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖

2、3腳為輸入端，8腳VCC為輸出端供電電壓，最大值為7V。7腳為使能端，內(nèi)部已上接，在懸空時為正常輸出。6腳為集電極開路輸出引腳。5腳接地。由6N137構(gòu)成的隔離驅(qū)動電路如圖3-6所示(其中一路)。

圖3-6 光電耦合及驅(qū)動電路

相關(guān)參數(shù)計算如下：

1) 限流電阻計算。

根據(jù)6N137資料手冊，其內(nèi)部發(fā)光二極管導(dǎo)通電流為5mA，最大不超過15mA，選7.5mA，導(dǎo)通壓降為1.4V(典型值)。假設(shè)輸入信號高電平為5V，則限流電阻

，實際取510Ω。