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影響標準光耦合器速度的主要因素是光電晶體管，其反應速度相對較慢。本文將在LED驅(qū)動端添加組件，以提升光耦合器的速度。 R1為原始LED電阻器，在增加額外電路之前使用。由于啟動速度主要是由新加的電路決定，因此事實上R1的值可以高一些，從而有助于節(jié)省能源，并以功率較低的驅(qū)動器驅(qū)動LED。 圖1：與簡單地通過電阻器驅(qū)動LED相比，加速電路不僅增加了上升輸入信號的傳播速度，還在加速過程中降低了功耗。 開啟加速設備（turn-on speed-up device）是一個射極跟隨器(Emitter Follower)——NPN晶體管Q1。該射極跟隨器的射極電阻分為低位值REL和高位值REH，與電容器C并聯(lián)。當輸入電壓VIN大幅上升時，初始未充電的電容器C將暫時“短少（short）”REH。因此，流經(jīng)LED的射極電流增加： 電流IE不應超過50 mA。VIN值出現(xiàn)階躍時，電容器C隨時間常數(shù)τ = RELC呈指數(shù)級充電。電容器C的初始值按照以下公式來計算： 其中，tr0為未充電的光耦合器輸出的上升時間。 計算得出的電容值為13nF，導致輸出電壓VOUT超過正常值。因此，試驗確定的電容器C最佳值應為1.5nF，此時輸出電壓VOUT僅超出正常值2%，幾乎可以忽略不計。肖特基（Schottky）二極管D1和D2可協(xié)助電容器C快速放電，實現(xiàn)輸入下降沿（input falling-edge），同時在Q1和LED的基極-射極連接處抑制反向偏壓。 在Vcc= +5V，輸入電壓為0~+3V情況下對電路進行測試。結果為：開啟延遲時間tdr = 0.5μs；完整開啟時間ton = tdr + tr =2.8μs。對于無加速電路（R1 = 3.6kΩ）的光耦合器，開啟延遲時間和完整開啟時間分別為3.2μs和10.8μs。 由此可以得到以下結論：由于加速電路的存在，上升沿延遲時間縮短至未修改耦合器的六分之一，開啟時間縮短至原有值的大約四分之一。注意：與IC1數(shù)據(jù)表上列出的5mA相比，得出這些結果的前提是把LED的正向電流降低至0.5mA。 |
