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线性光耦的输入共模电压范围

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lzhren|  楼主 | 2015-3-9 20:38 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
大家好!我看HCPL7840手册时,上面的共模抑制比典型值是15KV/us,为什么这是一个瞬态值?如果光耦前端的信号具有一定稳定的共模电压会如何?稳态的共模电压输入范围是多少呢?

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chunyang| | 2015-3-9 21:15 | 只看该作者
共模电压不影响光耦,只要别击穿光耦的初次级。

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lzhren|  楼主 | 2015-3-10 19:07 | 只看该作者
chunyang您好!
多大的稳态共模电压会击穿光耦的初次级呢?是手册中Absolute Maximum Ratings中
Steady-State Input Voltage   VIN+,VIN-     -2.0   VDD1+0.5  V
这一项吗?如果是这一项那是不是意味着VDD1=5V时,HCPL7840输入信号的单端电压应在-2V~5.5V之间

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lzhren|  楼主 | 2015-3-10 19:09 | 只看该作者
chunyang 发表于 2015-3-9 21:15
共模电压不影响光耦,只要别击穿光耦的初次级。

chunyang您好!
多大的稳态共模电压会击穿光耦的初次级呢?是手册中 Absolute Maximum Ratings 中
Steady-State Input Voltage   VIN+,VIN-     -2.0   VDD1+0.5  V        这一项吗?
如果是这一项那是不是意味着VDD1=5V时,HCPL7840输入信号的单端电压应在-2V~5.5V之间

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chunyang| | 2015-3-10 23:21 | 只看该作者
lzhren 发表于 2015-3-10 19:09
chunyang您好!
多大的稳态共模电压会击穿光耦的初次级呢?是手册中 Absolute Maximum Ratings 中
Steady ...

楼主帖不是说了么——15KV/uS。你说的这些可就无关了,先把定义翻译好、弄明白。

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lzhren|  楼主 | 2015-3-11 23:28 | 只看该作者
chunyang 发表于 2015-3-10 23:21
楼主帖不是说了么——15KV/uS。你说的这些可就无关了,先把定义翻译好、弄明白。 ...

    呵呵,我就是楼主,其实我问这个问题是因为我们的一个应用中,要接收的差分模拟量具有2.5V的共模电压。以前做非隔离的应用时,运算放大器都会有一个共模电压输入范围,但那个单位是V,与时间无关,运算放大器中的共模抑制比是其对差模信号的电压放大倍数Aud与对共模信号的电压放大倍数Auc之比,也是没单位的比值。这是我第一次做这种的隔离型的应用,首次看到共模有KV/us这种单位。
    感觉,运算放大器中说的共模抑制比是一个稳态值,而线性光耦中的共模抑制比是一个瞬态量,为什么会有这样的差别呢?

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maychang| | 2015-3-11 23:47 | 只看该作者
lzhren 发表于 2015-3-11 23:28
呵呵,我就是楼主,其实我问这个问题是因为我们的一个应用中,要接收的差分模拟量具有2.5V的共模电压 ...





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8
chunyang| | 2015-3-12 20:42 | 只看该作者
lzhren 发表于 2015-3-11 23:28
呵呵,我就是楼主,其实我问这个问题是因为我们的一个应用中,要接收的差分模拟量具有2.5V的共模电压 ...

前面说了,光耦没什么共模抑制比一说,或者说,共模抑制比极高,这个是由电路工作原理决定的,只要别击穿初次级就行,要考察的是击穿电压参数。所谓“瞬态量”就是可能击穿光耦初次级的电压。

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lzhren|  楼主 | 2015-3-13 00:28 | 只看该作者

谢谢你的点醒!我重新看了下手册里withstand Insulation Test Voltage这个指标是3750Vrms,测试时间是1分钟。里面有如下对CMTI测试的说明
14.  CMTI (Common Mode Transient Immunity or CMR, Common Mode Rejection) is tested by applying an exponentially rising/falling voltage step on pin 4 (GND1) with respect to pin 5 (GND2).  The rise
time of the test waveform is set to approximately 50 ns. The amplitude of the step is adjusted until  the dif  erential output (VOUT+ –VOUT-) exhibits more than a 200 mV deviation from the average output
voltage for more than 1μs.  The HCPL-7840 will continue to func-tion if more than   10 kV/μs common mode slopes are applied, as long as the breakdown voltage limitations are observed.
那按3750Vrms(1min)这个指标来看,是不是意味着光耦的输入初级如果被加入一个不太大的共模电压,比如500Vrms,光耦还是能够长期稳定正常工作?

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lzhren|  楼主 | 2015-3-13 00:33 | 只看该作者
chunyang 发表于 2015-3-12 20:42
前面说了,光耦没什么共模抑制比一说,或者说,共模抑制比极高,这个是由电路工作原理决定的,只要别击穿 ...

感谢chunyang的指导!光耦初级的击穿电压,手册里如果没有明确给,应该还是要看 Absolute Maximum Ratings 这一栏的吧?

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maychang| | 2015-3-13 07:21 | 只看该作者
lzhren 发表于 2015-3-13 00:28
谢谢你的点醒!我重新看了下手册里withstand Insulation Test Voltage这个指标是3750Vrms,测试时间是1分 ...

是。
普通的开关电源,如市售220VAC/12VDC模块,甚至廉价的充电器,经常是常年工作于光耦初级次级之间存在二百多伏脉动直流电压状态下。

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maychang| | 2015-3-13 07:29 | 只看该作者
标注有XXXX V/us 的,是 Swiching Characteristics ,即开关特性。
注意光耦初级次级之间存在电容,如第二表最后一行(0.6pF)。初级急速上升的共模脉冲,会通过这个电容影响到次级工作,故有必要标注不会影响次级工作的最大上升速度。

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chunyang| | 2015-3-13 15:11 | 只看该作者
lzhren 发表于 2015-3-13 00:33
感谢chunyang的指导!光耦初级的击穿电压,手册里如果没有明确给,应该还是要看 Absolute Maximum Rating ...

你在9楼列举的就是要注意的耐压值。另外,绝缘区耐受瞬态电压的值会高于长时电压,所以还要考虑分布电容的耦合问题,具体见12楼maychang的解答。

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lzhren|  楼主 | 2015-3-15 22:22 | 只看该作者
maychang 发表于 2015-3-13 07:21
是。
普通的开关电源,如市售220VAC/12VDC模块,甚至廉价的充电器,经常是常年工作于光耦初级次级之间存 ...

maychang牛人啊,解释的深入浅出!我现在终于明白了是Ci-o导致了XXX V/us这个指标。我现在对线性光耦使用的理解是:1、输入共模电压参数是指初级和次级之间信号系统的电压差,也可以理解成初级的电源VDD1/GND1和次级的电源VDD2/GND2之间的电压差;2、初级输入的信号和电源之间允许压差是较小的,即Steady-State Input Voltage   VIN+,VIN-     -2.0   VDD1+0.5 这项,这意味着,线性光耦初级的输入信号应该与初级的电源是共地的。
你看我理解的对吗?

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lzhren|  楼主 | 2015-3-15 22:28 | 只看该作者
chunyang 发表于 2015-3-13 15:11
你在9楼列举的就是要注意的耐压值。另外,绝缘区耐受瞬态电压的值会高于长时电压,所以还要考虑分布电容 ...

谢谢chunyang!我倒是有一个疑问,在电力电子系统中,假如要接收别的机柜传过来的直流模拟量信号,我采用线性光耦隔离的方法接收,线性光耦初级的供电与模拟量并不共地,如果模拟量上叠加有共模干扰,导致VIN+相对于GND1大于了Absolute Maximum Rating中规定的-2V~5.5V的范围,那光耦初级岂不是会击穿?

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16
maychang| | 2015-3-15 22:58 | 只看该作者
lzhren 发表于 2015-3-15 22:22
maychang牛人啊,解释的深入浅出!我现在终于明白了是Ci-o导致了XXX V/us这个指标。我现在对线性光耦使用 ...

这意味着,线性光耦初级的输入信号应该与初级的电源是共地的。

当然,而且必须。

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17
chunyang| | 2015-3-15 23:44 | 只看该作者
lzhren 发表于 2015-3-15 22:28
谢谢chunyang!我倒是有一个疑问,在电力电子系统中,假如要接收别的机柜传过来的直流模拟量信号,我采用 ...

别搞错了,初级的LED反向耐压很低,初次级见的耐压可是很高的。先搞清Absolute Maximum Rating是啥意思吧。

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18
lzhren|  楼主 | 2015-3-16 21:12 | 只看该作者
maychang 发表于 2015-3-15 22:58
这意味着,线性光耦初级的输入信号应该与初级的电源是共地的。

当然,而且必须。 ...

要是从这个角度来讲,那用线性光耦接收别的电力机柜传来的模拟量其实不太合适,假定外部传来一对差分模拟量信号SENSE+和SENSE-,这对信号对光耦的初级来说是浮地的,其相对于初级GND1的单端电压也是很有可能超过线性光耦的击穿电压范围-2V~5.5V的。但是很多设备里都是这样用的,这是为啥呢?

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maychang| | 2015-3-16 21:17 | 只看该作者
lzhren 发表于 2015-3-16 21:12
要是从这个角度来讲,那用线性光耦接收别的电力机柜传来的模拟量其实不太合适,假定外部传来一对差分模拟 ...


如果该信号有可能超过光耦一次击穿电压,那就需要加上保护电路,例如与光耦一次(是一支发光管)反向并联一支普通的二极管以限制光耦手动的反向电压。

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lzhren|  楼主 | 2015-3-17 19:58 | 只看该作者
maychang 发表于 2015-3-16 21:17
如果该信号有可能超过光耦一次击穿电压,那就需要加上保护电路,例如与光耦一次(是一支发光管)反向并联一 ...

好的,很感谢你!膜拜大牛,结贴了

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