光電耦合器及其應(yīng)用

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1、光電耦合器及其應(yīng)用［作者：佚名????轉(zhuǎn)貼自：未知????點擊數(shù)：933????更新時間：2006-3-31【字體：A?】光電耦合器，是近幾年發(fā)展起來的一種半導(dǎo)體光電器件，由于它具有體積小、壽命長、抗干擾能力強、工作溫度寬及無觸點輸入與輸出在電氣上完全隔離等特點，被廣泛地應(yīng)用在電子技術(shù)領(lǐng)域及工業(yè)自動控制領(lǐng)域中，它可以代替繼電器、變壓器、斬波器等，而用于隔離電路、開關(guān)電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換、邏輯電路、過流保護、長線傳輸、高壓控制及電平匹配等。為使讀者了解與應(yīng)用光電耦合器，今介紹幾種光電耦合器件及應(yīng)用電路，供大家參考與開拓。1．器件選擇（1）三極管輸出型光電耦合器三極管

2、輸出型光電耦合器電路如圖46—1中（a）所示，它是由兩部分組成的。其中，1、2端為輸入端，通常由發(fā)光器件構(gòu)成；4、5、6端接一只光敏三極管構(gòu)成輸出端，當接收到發(fā)射端發(fā)出的紅外光后，在三極管集電極中便有電流輸出。圖46-1三極管輸出型光電耦合器的特點，是具有很高的輸入輸出絕緣性能，頻率響應(yīng)可達300kHz，開關(guān)時間數(shù)微秒。（2）可控硅輸出型光耦合器可控硅輸出型光耦合器的電路如圖46?中（b）所示。該器件為六腳雙列式封裝。當1、2端加入輸入信號后，發(fā)射管發(fā)出的紅外光被接在4、5、6腳的光敏可控硅接收，使其導(dǎo)通。它可應(yīng)用在低電壓電子電路控制高壓交流回路的開啟。（3

3、）光耦合的可控硅開關(guān)驅(qū)動器圖46—2中（a）為光敏雙向開關(guān)器件；圖46?中（b）為過零控制電路及光敏雙向開關(guān)器件組合體。它們的工作原理是：利用輸入端紅外光控制輸出端的光敏雙向開關(guān)導(dǎo)通，進而觸發(fā)外接雙向可控硅導(dǎo)通，達到控制負載接入交流220V回路的目的。圖中（a）為非過零控制，圖中（b）為過零控制。本驅(qū)動器有非常好的輸入與輸出絕緣性，可構(gòu)成固態(tài)繼電器的控制電路，其輸出的控制功率由可控允許功率決定。圖46-2（4）達林頓管輸出的光檢測器達林頓管輸出的光檢測器如圖46?中（a）所示。它是由兩只管子組成復(fù)合管，具有很高的電流放大能力，形成下一級或負載的驅(qū)動電流，有較

4、強的光檢測靈敏度。（5）數(shù)字電路光耦合器數(shù)字電路光耦合器電路如圖46?中（b）所示。光耦合器輸出為施密特觸發(fā)電路形式，其特點是響應(yīng)速度快、數(shù)字邏輯可靠，應(yīng)用于計算機接口、數(shù)控電源及電動機控制中。（6）雙向開關(guān)觸發(fā)器輸出的光檢測器圖46—3中的（c）為雙向開關(guān)觸發(fā)器輸出的光檢測器電路。該圖為三端器件，內(nèi)部是光敏雙向開關(guān)器件，收到紅外光線后，雙向開關(guān)器件導(dǎo)通，觸發(fā)外接可控硅導(dǎo)通，使負載接入220V回路中。圖46-32．應(yīng)用電路（1）開關(guān)電路對于開關(guān)電路，往往要求控制電路和開關(guān)電路之間要有很好的電隔離，這對于一般的電子開關(guān)來說是很難做到的，但采用光電耦合器就很容易

5、實現(xiàn)了。圖46?中（a）所示電路就是用光電耦合器組成的簡單開關(guān)電路。在圖中，當無脈沖信號輸入時，三極管BG處于截止狀態(tài)，發(fā)光二極管無電流流過不發(fā)光，則a、b兩端電阻非常大，相當于開關(guān)“斷開”。當輸入端加有脈沖信號時，BG導(dǎo)通，發(fā)光二極管發(fā)光，則a、b兩端電阻變得很小，相當于開關(guān)“接通”。故稱無信號時開關(guān)不通，為常開狀態(tài)。圖46—4中（b）所示電路則為“帶閉”狀態(tài)，因為無信號輸入時，雖BG截止，但發(fā)光二極管有電流通過而發(fā)光，使a、b圖46-4兩端處于導(dǎo)通狀態(tài)，相當于開關(guān)“接通”。當有信號輸入時，BG導(dǎo)通，由于BG的集電結(jié)壓降在0．3V以下，遠小于發(fā)光二極管的正

6、向?qū)妷海园l(fā)光二極管無電流流過不發(fā)光，則a、b兩端電阻極大，相當于開關(guān)“斷開”，故稱“常閉”式?？梢?，開關(guān)a、b端在電路中不受電位高低的限制，但在使用中應(yīng)滿足a端電位為正，b端為負，并使U&ab＞3V為好，同時還應(yīng)注意Uab應(yīng)小于光電三極管的BVceo。依據(jù)圖46—4的原理，光電耦合器可以組成如圖46—5中（a）、（b）等多種形式。圖46-5圖中（a）為單刀雙擲開關(guān)電路，其中外接二極管D的作用，是保證輸入正脈沖信號時“od”組接通，“ob”組關(guān)斷。圖中（b）為雙刀雙擲開關(guān)電路，無輸入信號時，BG截止，“ob”與“od”組斷開，“oa”與“oc”組接通；

7、BG導(dǎo)通（即有信號輸入時），“ob”與“od”組接通，而“oa”與“oc”組斷開。它們適于自動控制和遙控設(shè)備中使用。（2）光耦合的可控硅開關(guān)電路圖46—6中（a）所示電路為光耦合器構(gòu)成的可控硅開關(guān)電路?？煽毓鑃CR的觸發(fā)電壓取自電阻R，其大小由通過光電三極管的電流決定，直接由輸入電壓控制。該電路簡單，控制端與輸出端有可靠的電隔離。圖46-6圖中（b）所示電路，為控制負載為純電阻（如白熾燈泡）的開關(guān)電路，圖中R1的阻值由下式確定：R1＝V/1．2A，1．2A為雙向開關(guān)的額定電流。當主電網(wǎng)電壓為220V時，V＝/2·220=308V，則R1=308/1．2=25

8、0Ω．所以，可控硅SCR的規(guī)格應(yīng)依R1的大小進行選擇