Перейти к содержанию

CTR — коэффициент передачи тока оптопары

CTR — главный параметр оптопары с транзисторным выходом: он показывает, какой ток коллектора можно получить на выходе при заданном токе светодиода. От него зависит, будет ли выход надёжно переключаться всё время службы устройства.

Обновлено Редакция GAW

CTR (current transfer ratio, коэффициент передачи тока) — отношение тока коллектора выходного фототранзистора оптопары к току её входного светодиода, в процентах:

CTR=ICIF⋅100 %CTR = \frac{I_C}{I_F} \cdot 100\ \%

Это аналог коэффициента усиления по току для оптопары: светодиод светит на фототранзистор, и тот пропускает ток, пропорциональный освещённости (Vishay AN45, уравнение 1). Оптопары одной модели делят на группы по CTR: у VOL617A-3, например, 100–200 % при токе светодиода 5 мА. Устройство оптопар, виды выходов и изоляция разобраны в статье «Оптопары».

Расчётный CTR

CTR зависит от тока светодиода, температуры и напряжения на транзисторе, а со временем снижается из-за старения светодиода. Поэтому Vishay рекомендует брать минимальное значение из даташита и уменьшать его (AN45, уравнение 4):

CTRрасч=CTRmin⋅NCTR⋅kстар⋅kразбCTR_\text{расч} = CTR_\text{min} \cdot NCTR \cdot k_\text{стар} \cdot k_\text{разб}
  • NCTR — нормированный CTR из графиков даташита при вашем токе светодиода и худшей температуре, для режима насыщения;
  • kстар ≈ 0,8 — снижение CTR за 10 лет работы;
  • kразб ≈ 0,75 — запас на разброс.

В примере Vishay AN02 из 100 % остаётся 100 · 0,83 · 0,80 · 0,75 = 49,8 %. С расчётным CTR выбирают резистор нагрузки: ток коллектора, который он требует, должен быть меньше CTRрасч · IF — тогда транзистор надёжно насыщается. Резистор нагрузки на выходе — это, по сути, подтягивающий резистор к питанию приёмной стороны.

Ток светодиода, резистор к нему и границы резистора нагрузки считает калькулятор оптопары; резистор для обычного светодиода — калькулятор резистора для светодиода.

Частые вопросы

Что значит CTR 100 %?

Что ток коллектора фототранзистора равен току светодиода: 10 мА через светодиод дают до 10 мА тока коллектора. Это значение в насыщенном режиме и при условиях даташита. При другом токе светодиода, температуре и напряжении на транзисторе CTR другой, а со временем он снижается из-за старения светодиода.

Какой CTR брать в расчёт?

Минимальный из даташита для вашей группы, уменьшенный на три множителя: нормированный CTR при вашем токе светодиода и худшей температуре, около 0,8 на старение за 10 лет и около 0,75 на разброс. В примере Vishay из 100 % остаётся 100 · 0,83 · 0,80 · 0,75 = 49,8 %.

Что будет, если CTR окажется мал?

Фототранзистор не сможет пропустить ток, который требует резистор нагрузки, и не войдёт в насыщение: напряжение низкого уровня на выходе поднимется выше порога логического входа. Чаще всего это проявляется не сразу, а через годы работы или на холоде и жаре, когда CTR уже снизился.

Источники

  1. Vishay. Application Note 45: How to Use Optocoupler Normalized Curves (doc. 83706, Rev. 1.6, 2021) — уравнение 1 — CTR; уравнение 4 — расчётный CTR с нормированным коэффициентом, старением 20 % за 10 лет и разбросом 25 %; пример VOL617A-3
  2. Vishay. Application Note 02: Application Examples (doc. 83741, Rev. 1.4, 2011) — пример: CTR 100 % · 0,83 · 0,80 · 0,75 = 49,8 %

Нашли ошибку?

Смотрите также