逆变器光耦常闭会怎样



光耦/光隔离器：特性、类型、优缺点、以及应用！-先进光半导体

光耦/光隔离器

特性：

电流转移率：被定义为输出集电极电流（Ic）与输入正向电流（If）的比率（CTR=Ic/If*100%）。其值取决于用作源探测器的设备。隔离电压：在不影响电气隔离电压的情况下，输入和输出之间可以存在差异的最大电压，单位为kVrms，相对湿度为40-60%。响应时间：表示光耦改变输出状态的速度。响应时间很大程度上取决于探测器晶体管、输入电流和负载电阻。共模抑制：由于输入和输出之间存在电容Cf，脉冲输入信号（突然变化的信号）可产生位移电流ic=Cf*dv/dt，该电流可以在输入和输出之间流动，使得噪声出现在输出中。

类型：

LED–LDR光耦：使用光敏电阻（LDR）作为探测器。LED-光电二极管光耦：使用光电二极管作为探测器，具有线性度高的优点。当输入端的脉冲变高时，LED亮起并发光，光聚焦在光电二极管上，产生光电流。LED–光电晶体管光耦：使用光电晶体管作为探测器，是最常用的光耦类型，因为它不需要任何额外的放大。当输入端的脉冲变高时，LED亮起并发光，光聚焦在光电晶体管的CB结上，作为光电晶体管的基极电流，使集电极电流开始流动。

优缺点：

优点：

由于电气隔离，控制电路得到了很好的保护。宽带信号传输是可能的。由于单向信号传输，来自输出端的噪声不会耦合到输入端。与逻辑电路的接口很容易实现。它体积小，重量轻。

缺点：

速度相对较慢。对于高功率信号的信号耦合可能存在一定挑战。

应用：

光耦合器主要用于隔离低功率电路和高功率电路，并将控制信号从控制电路耦合到大功率电路。具体应用场景包括：

交直流变换器：用于直流电动机速度控制。大功率斩波器：用于斩波操作。大功率逆变器：用于逆变操作。DC-DC斩波器中的功率晶体管：光耦的重要应用之一是将基极驱动信号耦合到功率晶体管。

此外，先进光半导体的光耦继电器、光耦合器等主要产品还广泛应用于蓄电系统、智能电表、自动检测设备、电信设备、测量仪器、医疗设备、通信设备、PC端、安防监控、O/A设备、PLC控制器、I/O控制板等领域。依托于光半导体综合的设计技术和芯片制造技术优势，先进光半导体在光电控制领域有着广阔的发展前景。

针对使用C790+分流器电流检测电路，光耦温升高的解析

为降低成本，部分变频器或逆变器用户选择使用C790+分流器进行电流检测替代霍尔元件。然而，有用户反馈C790存在温升过高问题。针对这一反馈，对电路进行了以下分析：

在特定电路中，齐纳二极管ZD5用于保持5.1V电压，计算得出限流电阻最大值为545R。理论上，当C790的Idd1不需电流时，实际电流值会有所变化。ACPL-C790的Idd1随输入电压变化，非固定值。无电流输入时，Idd1约为11.5mA，随交流电流增大，波动范围在7.5mA至12.8mA。客户电路中，通过R隔离，U22V上干扰可能引起电流波动，需实际测试验证。

建议用户更换为三端稳压管测试，以观察效果。改动原边电路后，用户反馈：在30℃环境温度下，C790表面温度升至105℃，折算芯温已达芯片工作极限，影响寿命并可能导致电路异常（电流检测不准确或误报过流故障）。通过使用三端稳压器7805稳定原边电压，温升显著降低约30℃，各项指标均符合标准。

光耦电路怎么设计？电路设计步骤+设计实例，这一文手把手教你

光耦电路设计

光耦电路设计涉及理解光耦合器的电流传输比（CTR）以及遵循一系列设计步骤。以下是详细的设计步骤及设计实例。

一、什么是光耦合器的 CTR？

CTR（Current Transfer Ratio，电流传输比）是集电极电流 Ic 与正向电流 If 的比率，用%表示：

CTR = (Ic / If) x 100%

集电极电流 Ic：流向光耦合器晶体管侧集电极的电流。正向电流 If：流向光耦合器二极管侧的电流。

在设计光耦合器电路时，可以使用基尔霍夫电压定律（KVL）、基尔霍夫电流定律（KCL）、欧姆定律等。

二、光耦合器电路设计步骤1、选择电路结构简化电路：组件数量越少越好，以降低成本和故障率，提高可靠性。

逆变器配置（反相电路）：

同相配置：

反相电路：通常用于使晶体管饱和。同相配置：与BJT的共集电极配置相似，但更复杂。2、选择光耦合部件交换机应用：选择CTR较高的设备。线性应用：选择CTR变化范围较小的设备。高温环境：选择CTR受环境温度影响较小的光耦。3、设置电路操作定义输出电平：根据电路是工作在线性区域还是饱和区域来定义。定义 Rf 值：考虑数字电路的电流额定值。

If = (Udd – Uf) / Rf

Rf > (Udd – Uf) / (80% x I额定值)

确定 Rc 值：

对于饱和度设置：Rc > [ (Ucc –UCEsat) / (CTR设备 x If) ]

对于线性设置：Rc = [ (Ucc –UCE) / (CTR设备 x If) ]

三、设计开关-光耦合器电路设计示例1

要求：输出应提供逻辑低电平和逻辑高电平。逻辑低电平是低于0.8V的电压，逻辑高电平等于Ucc。电源Ucc为5V，由具有4mA拉电流和灌电流能力的MCU提供。光耦CTR为80%，二极管压降为0.7V。

电路图：

设计步骤：

选择Rf值：

Rf > [ (5V – 0.7V) / (80% x 4mA) ] = 1.34 kohm

Rf设置为1.5kΩ。

求解If：

If = [ (5V – 0.7V) / 1.5 kohm ] = 2.87 mA

确定Rc：

Rc > [ (5V – 0V) / (80% x 2.87mA) ] = 2.18 kohm

最终电路：

设计检查：

验证If不超过MCU的最大拉电流和灌电流。检查光耦是否能输出低信号（晶体管侧必须饱和）。四、光耦合器电路设计示例2-线性

要求：使Uout节点具有3V电平。使用与上一示例相同的供应水平和其他参数。

电路图：

设计步骤：

选择Rf值：

Rf > [ (5V – 0.7V) / (80% x 4mA) ] = 1.34 kohm

Rf设置为1.5kΩ。

求解If：

If = [ (5V – 0.7V) / 1.5 kohm ] = 2.87 mA

确定Rc：

Uout的指定电平为3V，使得UCE等于2V。

Rc = [ (5V – 2V) / (80% x 2.87 mA) ] = 1.31 kohm

使用1.3kΩ作为Rc值。

检查：

If = [ (5V – 0.7V) / 1.5 kohm ] = 2.87 mAIc = CTR x If = 80% x 2.87 mA = 2.296 mAUout = Ic x Rc = 2.296 mA x 1.3 kohm = 2.984 V

结果Uout并不完全等于3V，因为使用了1.3kΩ作为Rc值，而不是计算出的1.31kΩ。但这种方法提供了设计光耦电路的实用指导。

通过以上步骤和实例，可以设计出满足特定需求的光耦电路。

IR2110国产替代芯片ID7S625高压逆变器驱动芯片

IR2110替代ID7S625芯片在高压逆变器驱动领域具有广泛的应用。驱动方式包括非隔离直接驱动、自举驱动、隔离变压器驱动及光耦隔离驱动。

IR2110驱动芯片替代ID7S625，具备以下特征：

1. 工作电压范围为10V至20V。

2. 兼容3.3V、5V及15V的输入逻辑。

3. 输出电流能力高达2.5A。

4. 高侧浮动偏移电压达到600V。

5. 具备自举工作的浮地通道。

6. 所有通道均具有延时匹配功能。

7. 每个通道均配备欠压保护功能(UVLO)。

ID7S625芯片具有独立的高低侧输出通道，其浮地通道能在高压环境下正常工作，适用于驱动N沟道功率MOSFE或IGBT半桥拓扑结构，特别适合硬开关逆变器驱动器及DCDC变换器。

与ID7S625相比，IR2110芯片的驱动方式采用外部自举电容上电，这种设计优势在于体积小、启动速度快，有效减少驱动电源路数目，降低成本，提升系统可靠性。因此，IR2110已成为多数中小功率变换装置中驱动器件的首选。

无刷电机控制（九）SVPWM之三相逆变器

SVPWM之三相逆变器

三相逆变器在无刷电机控制系统中扮演着至关重要的角色，它负责将直流电转换为交流电，以驱动无刷电机的三相线圈。以下是对三相逆变器及其在无刷电机控制中的应用的详细解析。

一、三相电压型逆变器结构

三相电压型逆变器的基本结构如图1所示。该逆变器由六个功率开关管（VT1-VT6）组成，这些开关管通常由IGBT（绝缘栅双极型晶体管）或MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）等器件实现。这些开关管通过六路PWM（脉冲宽度调制）信号进行控制，以实现逆变器的正常工作。

在逆变器中，VT1和VT4、VT2和VT5、VT3和VT6分别组成三组桥臂。当某一桥臂的上方开关管（如VT1）导通时，下方开关管（如VT4）关断；反之亦然。通过控制这六个开关管的导通和关断，逆变器可以输出三相电压ua、ub和uc。在FOC（磁场定向控制）算法的控制下，这三相电压呈现为正弦波的形式，从而实现从直流到交流的变换。

二、三相逆变器的工作原理

三相逆变器的工作原理基于PWM调制技术。通过调整PWM信号的占空比，可以控制逆变器输出电压的幅值和相位。在SVPWM（空间矢量脉宽调制）算法中，将逆变器的输出电压看作一个空间矢量，通过控制该矢量的方向和大小，可以实现对无刷电机定子磁链的精确控制。

具体来说，SVPWM算法将逆变器的输出电压空间划分为六个扇区，每个扇区对应一个特定的开关状态组合。在每个扇区内，通过调整两个相邻开关状态的作用时间，可以合成出所需的输出电压矢量。这种调制方式不仅提高了电压利用率，还降低了谐波含量，从而提高了无刷电机的运行性能。

三、三相逆变器的硬件实现

三相逆变器的硬件实现通常包括光耦芯片、驱动芯片、升压电路和大功率NMOS管等组件。这些组件共同构成了逆变器的核心电路，实现了对功率开关管的精确控制。

光耦芯片：用于隔离控制信号和功率电路，防止高压电路对控制电路的干扰。驱动芯片：用于放大控制信号，以驱动大功率NMOS管的导通和关断。升压电路：用于提高直流母线电压，以满足无刷电机对高压输入的需求。大功率NMOS管：作为逆变器的功率开关管，承受高压和大电流，实现直流到交流的变换。

以正点原子ATK-PD6010B无刷驱动板为例，其硬件结构如图2所示。该驱动板采用了上述组件，实现了对三相逆变器的精确控制。通过调整PWM信号的占空比和频率，可以实现对无刷电机转速和转矩的精确调节。

四、总结

三相逆变器是无刷电机控制系统中的关键组件之一。它通过PWM调制技术将直流电转换为交流电，以驱动无刷电机的三相线圈。在SVPWM算法的控制下，逆变器可以实现对无刷电机定子磁链的精确控制，从而提高电机的运行性能。硬件实现方面，三相逆变器通常由光耦芯片、驱动芯片、升压电路和大功率NMOS管等组件构成，这些组件共同实现了对功率开关管的精确控制。通过对这些组件的合理设计和优化，可以进一步提高无刷电机控制系统的性能和可靠性。

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