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本功能用于直接測試離線(沒有焊接在電路板上)光耦器件的好壞——無需用戶建庫、無需事先學(xué)習(xí))、或者比較兩個相同光耦器件的特性差異。
相比于用戶手搭測試電路和市面上大多數(shù)光耦測試器,本功能的價值在于能夠一定程度測出“不太好”的光耦,甚至識別某些以假亂真的器件,增加你對外面買的、壞板上拆下來的舊器件的信心。
本功能是通過檢測光耦的主要直流參數(shù)是否達標實現(xiàn)測試的。按照被測試器件的型號調(diào)用相應(yīng)的測試。例如PC817、PC817A、PC817B是不同型號的光耦器件。型號不同、電路圖相同的光耦,屬于同種器件,同種器件的參數(shù)個數(shù)、定義均相同,僅有的參數(shù)取值不同。
光耦種類眾多,很難一下子做好很多種光耦的測試。我們將一種一種地逐步擴充器件種類。目前僅實現(xiàn)了最基本的4種類型。
即使對于最基本的光耦,也有很多參數(shù)。本文只介紹測試了哪些參數(shù),沒有測試的參數(shù)不予介紹,有進一步興趣的用戶可以去查閱相關(guān)光耦的PDF文件。
一、基本型線性光耦
電路原理圖如下。下面以PC817(夏普)的指標參數(shù)為例加以說明。具體參見PC817的PDF。
根據(jù)連接提示,將A口01與光耦第1腳(正極)相連,A口02與光耦第4腳(集電極)相連,光耦第2腳、第3腳與測試儀的GND相連。
點擊測試按鈕 開始測試,測試結(jié)果如下:
1. 測試二極管正向電壓Vf
普通二極管的導(dǎo)通電壓約在0.7V左右,而發(fā)光二極管的導(dǎo)通電壓一般大于1V。
對于PC817,施加一個正向電流If= 20mA,此時在二極管上產(chǎn)生的正向電壓 Vf <= 1.4V 為合格。
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驅(qū)動光耦的前級電路主要依據(jù)Vf設(shè)計。Vf超限會影響光耦的工作穩(wěn)定性。
2. 測試二極管反向漏電流Ir
二極管的反向電阻一般都很大,根據(jù)歐姆定律,這就是說加一個反向電壓,流過二極管的電流很小。
對于PC817,施加一個反向電壓Vr=6V,流過二極管的反向電流Ir <= 10微安為合格。也就是說,PC817的反向電阻大于 6V / 10uA = 600K 為合格。
3. 測試二極管的特征曲線
4. 測試三極管飽和電壓Vceo
在二極管端施加一個正向電流If,通過光電感應(yīng)產(chǎn)生三極管基極電流,從而產(chǎn)生集電極電流Ic流過三極管,產(chǎn)生集(Collector)- 射(Emitter)電壓Vce。
對于PC817,當(dāng)If=20mA,Ic=1mA時的Vce定義為Vceo,并且Vceo<=0.2V為合格。
飽和電壓超限會導(dǎo)致光耦輸出的低電平不夠低,影響后級電路正常工作。
5. 測試三極管漏電流Iceo
二極管斷開,在集電極上施加電壓Vc時,從三極管集電極流入發(fā)射極的電流。
對于PC817,當(dāng)施加Vc=20V時,Iceo<=0.1uA為合格。
(小精靈5 的最大測試電壓為15V,最小電流約為3微安, 所以實際測試時,施加Vc=15V,Iceo<=3uA判為合格)
Iceo超限會造成光耦截止時仍有三極管電流,導(dǎo)致光耦輸出的高電平變低,影響后級電路工作。
6. 測試三極管導(dǎo)通截止曲線
7. 測試電流轉(zhuǎn)換系數(shù)Ctr
光耦的Ctr類似于普通三極管的電流放大系數(shù)。在二極管上施加正向電流If,經(jīng)過光電感應(yīng)會產(chǎn)生三極管集電極Ic。
Ctr = Ic / If * 100.
Ctr并非越大越好。多數(shù)電路設(shè)計要求Ctr限制在某個區(qū)間,超出設(shè)計范圍往往會影響電路的長期、穩(wěn)定工作。
對于PC817,施加電流If=5mA,測試Vc=5V時的集電極電流Ic,得到Ctr。當(dāng)Ctr大于等于50,小于等于600時為合格;PC817A的Ctr在50%到100%之間。
8. 測試電流轉(zhuǎn)換曲線
所謂的線性光耦,就是在If的某個區(qū)間內(nèi),Ctr保持不變。電流轉(zhuǎn)換曲線能夠直觀地顯示光耦的線性度。參見下圖。If從5mA到15mA時,Ctr變化較小。
對比特征曲線的意義:
在某些場合,要求兩個光耦盡量匹配。這時就可以通過學(xué)習(xí)-比較測試,把兩個光耦的特征曲線顯示在一起,方便挑選特性接近的器件。
二、輸出帶基極型無源光耦
電路原理圖如下。下面以4N35(ISOCOM)為例進行測試。了解該光耦的具體參數(shù)參見相關(guān)廠家的4N35的PDF。
測試步驟如下:
2.1 根據(jù)連接提示,將A口01與光耦第1腳(正極)相連,A口02與光耦第5腳(集電極)相連,光耦第2腳、第4腳與測試儀的GND相連。
2.2 點擊測試按鈕 開始測試,然后會出現(xiàn)下面的提示框,
根據(jù)提示,將A口的01連接到光耦的基極(第6腳),A口02連接到光耦的集電極(第5腳),然后點擊確定按鈕,顯示如下測試結(jié)果:
三、輸出帶基極型有源光耦
電路原理圖如下。下面以6N135(QT)為例進行測試。了解該光耦的具體參數(shù)參見6N135的PDF。
測試步驟如下:
3.1 根據(jù)連接提示,將A口01與光耦第2腳(正極)相連,A口02與光耦第6腳(集電極)相連,光耦第3腳、第5腳與測試儀的GND和直流穩(wěn)壓電源的GND(負極)相連,第8腳(VCC)連接穩(wěn)壓直流電源的正極。
3.2 通過直流電源給光耦施加正5V電源電壓,點擊測試按鈕 開始測試,然后會出現(xiàn)下面的提示框,
根據(jù)提示,斷開電源,將A口的02端子連接到光耦的電源腳上(第8腳),點擊確定按鈕,
彈出如下提示框,
根據(jù)提示,將A口的01端子與光耦基極(第7腳)相連,A口的02端子與光耦集電極(第6腳)相連,點擊確定,顯示測試結(jié)果如下:
3.3 測試Hfe
Hfe是指晶體管的直流放大系數(shù),hFE是指在靜態(tài)(無變化信號輸入)情況下,晶體管Ic與Ib的比值,即
Hfe=Ic/ Ib
3.4 測試ICCH
Icch,即LogicHigh Supply Current,高電平輸出電源電流。
3.5 測試ICCL
Iccl,即Logic Low Supply Current,低電平輸出電源電流。
四、輸出不帶基極型有源光耦
典型器件TLP759(東芝),電路原理圖如下。了解該光耦的具體參數(shù)參見TLP759的PDF。
測試方法參考第三類6N135。
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