一种光灵敏控制芯片及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种光灵敏控制芯片及控制方法，控制芯片包括驱动电路；驱动电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管；还包括第一电阻和第二电阻；第二晶体管的发射极连接第四晶体管的发射极；第二晶体管的集电极连接第一晶体管的基极；第二晶体管的基极连接第一晶体管的集电极；第一晶体管的发射极连接第三晶体管的发射极；第四晶体管的基极连接第三晶体管的集电极；第四晶体管的集电极连接第三晶体管的基极；第二晶体管的集电极连接第四晶体管的基极。本发明专利技术公开的驱动电路可替代传统光耦电路中的光接收电路，具有驱动电流大、驱动能力强的特点，另外，该电路可直接连接220V的交流电压，简化了光耦驱动电路。

【技术实现步骤摘要】
一种光灵敏控制芯片及控制方法
本专利技术涉及光耦电路，具体涉及一种光灵敏控制芯片及控制方法。
技术介绍
在现有技术中，已有的光耦电路主要有以下两种：1、如图1所示。图1是一个二极管-三极管光电耦合器，是使用发光二极管作为光发射端，另一个三极管的基区作为光接收端。其中发光二极管是光电耦合器的输入端。2、如图2所示，是使用发光二极管LED作为光发射端，另一个可控硅的门级作为光接收端。现有技术的不足之处在于：现有技术中光接收端产生的电流小，驱动能力不足，没有办法直接驱动后端的大器件，例如可控硅、功率MOSFET、功率IGBT等器件；耐压能力差，没有办法直接接到220V的交流电源上来，否则会被击穿。在现有技术中，为了克服这两点，必须附加复杂的外电路。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种光灵敏控制芯片及控制方法。本专利技术的技术方案如下：一种光灵敏控制芯片，包括驱动电路；驱动电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管；还包括第一电阻和第二电阻；第一晶体管和第四晶体管是PNP型晶体管；第二晶体管和第三晶体管是NPN型晶体管；第二晶体管的发射极连接第四晶体管的发射极；第二晶体管的集电极连接第一晶体管的基极；第二晶体管的基极连接第一晶体管的集电极；第一晶体管的发射极连接第三晶体管的发射极；第四晶体管的基极连接第三晶体管的集电极；第四晶体管的集电极连接第三晶体管的基极；第二晶体管的集电极连接第四晶体管的基极；第一电阻的两端分别连接第二晶体管的基极和发射极；第二电阻的两端分别连接第三晶体管的基极和发射极。其进一步的技术方案为：第一晶体管的发射极和第四晶体管的发射极面积是10μm2～1000μm2。其进一步的技术方案为：第二晶体管的发射极和第三晶体管的发射极面积是10μm2～2000μm2。其进一步的技术方案为：第一电阻和第二电阻的阻值是500Ω～1MΩ。一种基于上述的光灵敏芯片的控制方法，包括：1)第一晶体管的发射极和第三晶体管的发射极的公共端作为第一端口，第二晶体管的发射极和第四晶体管的发射极的公共端作为第二端口，在第一端口和第二端口之间加上220V的交流电源；2)在交流电压处于正半周的时候，当有光入射到电路中的时候，第二晶体管的基极或第一晶体管的基极产生基极电流；当第一晶体管的基极产生基极电流时，第一晶体管的基极电流经过第一晶体管放大后，从第一晶体管的集电极输出至第二晶体管的基极，第二晶体管的基极电流加大；第二晶体管的基极电流经过第二晶体管的放大后，从第二晶体管的集电极输出至第一晶体管的基极，第一晶体管的基极的电流加大；经过多次循环，电流变大，从而使得该电路开启；当第二晶体管的基极产生基极电流时，电流循环加大的原理与所述第一晶体管的基极产生基极电流时电流循环加大的原理相同；3)当交流电压处于负半周的时候，当有光入射到电路中的时候，第三晶体管的基极或第四晶体管的基极产生基极电流；当第三晶体管的基极产生基极电流时，第三晶体管的基极电流经过第三晶体管放大后，从第三晶体管的集电极输出至第四晶体管的基极，第四晶体管的基极电流加大；第四晶体管的基极电流经过第四晶体管的放大后，从第四晶体管的集电极输出至第三晶体管的基极，第三晶体管的基极电流加大；经过多次循环，电流变大，从而使得该电路开启；当第四晶体管的基极产生基极电流时，电流循环加大的原理与所述四三晶体管的基极产生基极电流时电流循环加大的原理相同。本专利技术的有益技术效果是：本专利技术公开了一种光灵敏控制芯片，其中包括驱动电路，该驱动电路可替代传统光耦电路中的光接收电路，具有驱动电流大、驱动能力强的特点，另外，该电路可直接连接220V的交流电压，简化了光耦驱动电路。该电路非常灵敏，反应时间快，一般在几微秒之内。附图说明图1是现有技术中的一种光电耦合器。图2是现有技术中的另一种光电耦合器。图3是本专利技术的电路图。图4是本专利技术的测试电路图。图5是驱动电路加220V交流电的端口电压图。图6是不同的基极面积下电路中的电流情况。具体实施方式图3是本专利技术的电路图。如图3所示，光灵敏控制芯片包括驱动电路。驱动电路包括第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第三晶体管Q3和第四晶体管Q4。还包括第一电阻R1和第二电阻R2。第一晶体管Q1和第四晶体管Q4是PNP型晶体管。第二晶体管Q2和第三晶体管Q3是NPN型晶体管。第二晶体管Q2的发射极连接第四晶体管Q4的发射极。第二晶体管Q2的集电极连接第一晶体管Q1的基极。第二晶体管Q2的基极连接第一晶体管Q1的集电极。第一晶体管Q1的发射极连接第三晶体管Q3的发射极。第四晶体管Q4的基极连接第三晶体管Q3的集电极。第四晶体管Q4的集电极连接第三晶体管Q3的基极。第二晶体管Q2的集电极连接第四晶体管Q4的基极。第一电阻R1的两端分别连接第二晶体管Q2的基极和发射极。第二电阻R2的两端分别连接第三晶体管Q3的基极和发射极。第一晶体管Q1的发射极和第四晶体管Q4的发射极面积是10μm2～1000μ2m。第二晶体管Q2的发射极和第三晶体管Q3的发射极面积是10μm2～2000μ2m。第一电阻R1和第二电阻R2的阻值是500Ω～1MΩ。图4是本专利技术的测试电路图。如图4所示，第一晶体管Q1的发射极和第三晶体管Q3的发射极的公共端作为端口1，第二晶体管Q2的发射极和第四晶体管Q4的发射极的公共端作为端口5，在端口1和端口5之间加上220V的交流电源AC。如图4所示，第一晶体管Q1、第二晶体管Q2和第一电阻R1组成一半电路，第三晶体管Q3、第四晶体管Q4和第二电阻R2组成的另一半电路。一半电路与另一半电路头尾相连，构成了整个电路。该电路直接接交流电压AC。在交流电压处于正半周的时候，当有光入射到电路中的时候，第二晶体管Q2的基极或第一晶体管Q1的基极产生基极电流。当第一晶体管Q1的基极产生基极电流时，第一晶体管Q1的基极电流经过第一晶体管Q1放大后，从第一晶体管Q1的集电极输出至第二晶体管Q2的基极，第二晶体管Q2的基极电流加大。第二晶体管Q2的基极电流经过第二晶体管Q2的放大后，从第二晶体管Q2的集电极输出至第一晶体管Q1的基极，第一晶体管Q1的基极的电流加大。经过多次循环，电流变大，从而使得该电路开启。这样就实现了用微弱的光信号控制整个电路开启的控制。当第二晶体管Q2的基极产生基极电流时，电流循环加大的原理与所述第一晶体管Q1的基极产生基极电流时电流循环加大的原理相同。当交流电压处于负半周的时候，当有光入射到电路中的时候，第三晶体管Q3的基极或第四晶体管Q4的基极产生基极电流。当第三晶体管Q3的基极产生基极电流时，第三晶体管Q3的基极电流经过第三晶体管Q3放大后，从第三晶体管Q3的集电极输出至第四晶体管Q4的基极，第四晶体管Q4的基极电流加大。第四晶体管Q4的基极电流经过第四晶体管Q4的放大后，从第四晶体管Q4的集电极输出至第三晶体管Q3的基极，第三晶体管Q3的基极电流加大。经过多次循环，电流变大，从而使得该电路开启。当第四晶体管Q4的基极产生基极电流时，电流循环加大的原理与所述四三晶体管Q3的基极产生基极电流时电流循环加大的原理相同。所以本专利技术所述的电路就使得，在电路无论加正电压或负电压的情况下，整个电路都能够及时进行光信号的控制响应。图5是驱动电路加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光灵敏控制芯片，其特征在于：包括驱动电路；驱动电路包括第一晶体管(Q1)、第二晶体管(Q2)、第三晶体管(Q3)和第四晶体管(Q4)；还包括第一电阻(R1)和第二电阻(R2)；第一晶体管(Q1)和第四晶体管(Q4)是PNP型晶体管；第二晶体管(Q2)和第三晶体管(Q3)是NPN型晶体管；第二晶体管(Q2)的发射极连接第四晶体管(Q4)的发射极；第二晶体管(Q2)的集电极连接第一晶体管(Q1)的基极；第二晶体管(Q2)的基极连接第一晶体管(Q1)的集电极；第一晶体管(Q1)的发射极连接第三晶体管(Q3)的发射极；第四晶体管(Q4)的基极连接第三晶体管(Q3)的集电极；第四晶体管(Q4)的集电极连接第三晶体管(Q3)的基极；第二晶体管(Q2)的集电极连接第四晶体管(Q4)的基极；第一电阻(R1)的两端分别连接第二晶体管(Q2)的基极和发射极；第二电阻(R2)的两端分别连接第三晶体管(Q3)的基极和发射极。

【技术特征摘要】
1.一种光灵敏控制芯片，其特征在于：包括驱动电路；驱动电路包括第一晶体管(Q1)、第二晶体管(Q2)、第三晶体管(Q3)和第四晶体管(Q4)；还包括第一电阻(R1)和第二电阻(R2)；第一晶体管(Q1)和第四晶体管(Q4)是PNP型晶体管；第二晶体管(Q2)和第三晶体管(Q3)是NPN型晶体管；第二晶体管(Q2)的发射极连接第四晶体管(Q4)的发射极；第二晶体管(Q2)的集电极连接第一晶体管(Q1)的基极；第二晶体管(Q2)的基极连接第一晶体管(Q1)的集电极；第一晶体管(Q1)的发射极连接第三晶体管(Q3)的发射极；第四晶体管(Q4)的基极连接第三晶体管(Q3)的集电极；第四晶体管(Q4)的集电极连接第三晶体管(Q3)的基极；第二晶体管(Q2)的集电极连接第四晶体管(Q4)的基极；第一电阻(R1)的两端分别连接第二晶体管(Q2)的基极和发射极；第二电阻(R2)的两端分别连接第三晶体管(Q3)的基极和发射极。2.如权利要求1所述的光灵敏控制芯片，其特征在于：第一晶体管(Q1)的发射极和第四晶体管(Q4)的发射极面积是10μm2～1000μm2。3.如权利要求1所述的光灵敏控制芯片，其特征在于：第二晶体管(Q2)的发射极和第三晶体管(Q3)的发射极面积是10μm2～2000μm2。4.如权利要求1所述的光灵敏控制芯片，其特征在于：第一电阻(R1)和第二电阻(R2)的阻值是500Ω～1MΩ。5.一种基于权利要求1所述的光灵敏芯片的控制方法，其特征在于包括：1)第一晶体管(Q1)的发射极和第三晶体管(Q3)的发射极的公共端作为第一端口，第二晶体管(Q2)的发射极和...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁野，袁瓅，张国珠，
申请(专利权)人：无锡豪帮高科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32