光耦的作用及其工作基本原理

《光耦的作用及其工作基本原理》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、'光耦的作用及工作原理光耦合器（opticalcoupler，英文縮寫為OC）亦稱光電隔離器，簡稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅(qū)動發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進一步放大后輸出。這就完成了電—光—電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于

2、光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強的共模抑制能力。所以，它在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計算機數(shù)字通信及實時控制中作為信號隔離的接口器件，可以大大增加計算機工作的可靠性。光耦合器的主要優(yōu)點是：信號單向傳輸，輸入端與輸出端完全實現(xiàn)了電氣隔離隔離，輸出信號對輸入端無影響，抗干擾能力強，工作穩(wěn)定，無觸點，使用壽命長，傳輸效率高。光耦合器是70年代發(fā)展起來的新型器件，現(xiàn)已廣泛用于電氣絕緣、電平轉(zhuǎn)換、級間耦合、驅(qū)動電路、開關(guān)電路、斬波器、多諧振蕩器、信號隔離、級間隔離'、脈沖放大電路、數(shù)字儀表、遠距離信號傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器(SSR)、儀器

3、儀表、通信設(shè)備及微機接口中。在單片開關(guān)電源中，利用線性光耦合器可構(gòu)成光耦反饋電路，通過調(diào)節(jié)控制端電流來改變占空比，達到精密穩(wěn)壓目的。學(xué)習(xí)筆記：光耦的主要作用就是隔離作用，如信號隔離或光電的隔離。隔離能起到保護的作用，如一邊是微處理器控制電路，另一邊是高電壓執(zhí)行端，如市電啟動的電機，電燈等等，就可以用光耦隔離開。當兩個不同型號的光耦只有負載電流不同時，可以用大負載電流的光耦代替小負載電流的光耦。以六腳光耦TLP641J為例，說明其原理。一個光控晶閘管（photo-thyristor）耦合（coupleto）一個砷化鎵（galliumarsenide）紅外發(fā)光二極管（diode）組成。

4、左邊1和2腳是發(fā)光二極管，當外加電壓后，驅(qū)動發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長的光，以此來觸發(fā)光控晶閘管。光控晶閘管的特點是門極區(qū)集成了一個光電二極管，觸發(fā)信號源與主回路絕緣，它的關(guān)鍵是觸發(fā)靈敏度要高。光控晶閘管控制極的觸發(fā)電流由器件中光生載流子提。光控晶閘管陽極和陰極間加正壓，門極區(qū)若用一定波長的光照射，則光控晶閘管由斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)。為提高光控晶閘管觸發(fā)靈敏度，門極區(qū)常采用放大門極結(jié)構(gòu)或雙重放大門極結(jié)構(gòu)。為滿足高的重加電壓上升率，常采用陰極發(fā)射極短路結(jié)構(gòu)。小功率光控晶閘管常應(yīng)用于電隔離，為較大的晶閘管提供控制極觸發(fā)；也可用于繼電器、自動控制等方面。大功率光控晶閘管主要用于高壓直

5、流輸電。當1和2腳加上5V以上電源后，就能使發(fā)光管發(fā)光，驅(qū)動光控晶閘管進入通態(tài)，此時，5和4腳構(gòu)成一個電阻，阻值大約為10K。當1和2不加電壓時，則4和5可以看成一個無窮大的電阻。'2、pc817是常用的線性光藕，在各種要求比較精密的功能電路中常常被當作耦合器件，具有上下級電路完全隔離的作用，相互不產(chǎn)生影響。<光耦pc817應(yīng)用電路圖>當輸入端加電信號時，發(fā)光器發(fā)出光線，照射在受光器上，受光器接受光線后導(dǎo)通，產(chǎn)生光電流從輸出端輸出，從而實現(xiàn)了“電-光-電”的轉(zhuǎn)換。普通光電耦合器只能傳輸數(shù)字信號（開關(guān)信號），不適合傳輸模擬信號。線性光電耦合器是一種新型的光電隔離器件，能夠傳輸連續(xù)變

6、化的模擬電壓或電流信號，這樣隨著輸入信號的強弱變化會產(chǎn)生相應(yīng)的光信號，從而使光敏晶體管的導(dǎo)通程度也不同，輸出的電壓或電流也隨之不同。PC817光電耦合器不但可以起到反饋作用還可以起到隔離作用。光耦的原理,參數(shù),特點及作用光電耦合器(以下簡稱光耦)是一種發(fā)光器件和光敏器件組成的光電器件。它能實現(xiàn)電—光—電信號的變換，并且輸入信號與輸出信號是隔離的。目前極大多數(shù)的光耦輸入部分采用砷化鎵紅外發(fā)光二極管，輸出部分采用硅光電二極管、硅光電三極管及光觸發(fā)可控硅。這是因為峰值波長900～940nm的砷化鎵紅外發(fā)光二極管能與硅光電器件的響應(yīng)峰值波長相吻合，可獲得較高的信號傳輸效率。光耦的結(jié)構(gòu)　　'

7、　光耦的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(剖面)如圖1所示。光耦輸入部分大都是紅外發(fā)光二極管，輸出部分有不同的光敏器件，如圖2所示。這里要說明的是，圖2(c)的輸入部分有兩個背對背的紅外發(fā)光二極管，它用于交流輸入的場合；圖2(d)采用達林頓輸出結(jié)構(gòu)，它可使輸出獲得較大的電流；圖2(e)、2(f)的輸出由光觸發(fā)雙向可控硅組成，它們主要用來驅(qū)動交流負載。圖2(e)與圖2(f)的差別是圖2(f)有過零觸發(fā)控制(圖中的“ZC”即“過零”的意思)，而圖2(e)沒有過零觸發(fā)控制電路?；倦娐贰」怦畹幕?/p>