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小精灵5上的光耦离线测试软件介绍


本功能用于直接测试离线(没有焊接在电路板上)光耦器件的好坏——无需用户建库、无需事先学习)、或者比较两个相同光耦器件的特性差异。
相比于用户手搭测试电路和市面上大多数光耦测试器,本功能的价值在于能够一定程度测出“不太好”的光耦,甚至识别某些以假乱真的器件,增加你对外面买的、坏板上拆下来的旧器件的信心。
本功能是通过检测光耦的主要直流参数是否达标实现测试的。按照被测试器件的型号调用相应的测试。例如PC817、PC817A、PC817B是不同型号的光耦器件。型号不同、电路图相同的光耦,属于同种器件,同种器件的参数个数、定义均相同,仅有的参数取值不同。
光耦种类众多,很难一下子做好很多种光耦的测试。我们将一种一种地逐步扩充器件种类。目前仅实现了最基本的4种类型。
即使对于最基本的光耦,也有很多参数。本文只介绍测试了哪些参数,没有测试的参数不予介绍,有进一步兴趣的用户可以去查阅相关光耦的PDF文件。

一、基本型线性光耦 电路原理图如下。下面以PC817(夏普)的指标参数为例加以说明。具体参见PC817的PDF。

根据连接提示,将A口01与光耦第1脚(正极)相连,A口02与光耦第4脚(集电极)相连,光耦第2脚、第3脚与测试仪的GND相连。

点击测试按钮 开始测试,测试结果如下:

1. 测试二极管正向电压Vf
普通二极管的导通电压约在0.7V左右,而发光二极管的导通电压一般大于1V。
对于PC817,施加一个正向电流If= 20mA,此时在二极管上产生的正向电压 Vf <= 1.4V 为合格。
d 驱动光耦的前级电路主要依据Vf设计。Vf超限会影响光耦的工作稳定性。

2. 测试二极管反向漏电流Ir
二极管的反向电阻一般都很大,根据欧姆定律,这就是说加一个反向电压,流过二极管的电流很小。
对于PC817,施加一个反向电压Vr=6V,流过二极管的反向电流Ir <= 10微安为合格。也就是说,PC817的反向电阻大于 6V / 10uA = 600K 为合格。

3. 测试二极管的特征曲线

4. 测试三极管饱和电压Vceo
在二极管端施加一个正向电流If,通过光电感应产生三极管基极电流,从而产生集电极电流Ic流过三极管,产生集(Collector)- 射(Emitter)电压Vce。
对于PC817,当If=20mA,Ic=1mA时的Vce定义为Vceo,并且Vceo<=0.2V为合格。
饱和电压超限会导致光耦输出的低电平不够低,影响后级电路正常工作。

5. 测试三极管漏电流Iceo
二极管断开,在集电极上施加电压Vc时,从三极管集电极流入发射极的电流。
对于PC817,当施加Vc=20V时,Iceo<=0.1uA为合格。
(小精灵5 的最大测试电压为15V,最小电流约为3微安, 所以实际测试时,施加Vc=15V,Iceo<=3uA判为合格)
Iceo超限会造成光耦截止时仍有三极管电流,导致光耦输出的高电平变低,影响后级电路工作。

6. 测试三极管导通截止曲线

7. 测试电流转换系数Ctr
光耦的Ctr类似于普通三极管的电流放大系数。在二极管上施加正向电流If,经过光电感应会产生三极管集电极Ic。
Ctr = Ic / If * 100.
Ctr并非越大越好。多数电路设计要求Ctr限制在某个区间,超出设计范围往往会影响电路的长期、稳定工作。
对于PC817,施加电流If=5mA,测试Vc=5V时的集电极电流Ic,得到Ctr。当Ctr大于等于50,小于等于600时为合格;PC817A的Ctr在50%到100%之间。

8. 测试电流转换曲线
所谓的线性光耦,就是在If的某个区间内,Ctr保持不变。电流转换曲线能够直观地显示光耦的线性度。参见下图。If从5mA到15mA时,Ctr变化较小。

对比特征曲线的意义:
在某些场合,要求两个光耦尽量匹配。这时就可以通过学习-比较测试,把两个光耦的特征曲线显示在一起,方便挑选特性接近的器件。

二、输出带基极型无源光耦
电路原理图如下。下面以4N35(ISOCOM)为例进行测试。了解该光耦的具体参数参见相关厂家的4N35的PDF。

测试步骤如下:
2.1 根据连接提示,将A口01与光耦第1脚(正极)相连,A口02与光耦第5脚(集电极)相连,光耦第2脚、第4脚与测试仪的GND相连。
2.2 点击测试按钮 开始测试,然后会出现下面的提示框,

根据提示,将A口的01连接到光耦的基极(第6脚),A口02连接到光耦的集电极(第5脚),然后点击确定按钮,显示如下测试结果:

三、输出带基极型有源光耦
电路原理图如下。下面以6N135(QT)为例进行测试。了解该光耦的具体参数参见6N135的PDF。

测试步骤如下:
3.1 根据连接提示,将A口01与光耦第2脚(正极)相连,A口02与光耦第6脚(集电极)相连,光耦第3脚、第5脚与测试仪的GND和直流稳压电源的GND(负极)相连,第8脚(VCC)连接稳压直流电源的正极。

3.2 通过直流电源给光耦施加正5V电源电压,点击测试按钮 开始测试,然后会出现下面的提示框,

根据提示,断开电源,将A口的02端子连接到光耦的电源脚上(第8脚),点击确定按钮, 弹出如下提示框,

根据提示,将A口的01端子与光耦基极(第7脚)相连,A口的02端子与光耦集电极(第6脚)相连,点击确定,显示测试结果如下:

3.3 测试Hfe
Hfe是指晶体管的直流放大系数,hFE是指在静态(无变化信号输入)情况下,晶体管Ic与Ib的比值,即
Hfe=Ic/ Ib

3.4 测试ICCH
Icch,即LogicHigh Supply Current,高电平输出电源电流。
3.5 测试ICCL
Iccl,即Logic Low Supply Current,低电平输出电源电流。

四、输出不带基极型有源光耦
典型器件TLP759(东芝),电路原理图如下。了解该光耦的具体参数参见TLP759的PDF。 测试方法参考第三类6N135。

 

 
 
 

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