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(diǎn)擊數(shù)：933????更新時(shí)間：2006-3-31【字體：A?】光電耦合器，是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種半導(dǎo)體光電器件，由于它具有體積小、壽命長(zhǎng)、抗干擾能力強(qiáng)、工作溫度寬及無(wú)觸點(diǎn)輸入與輸出在電氣上完全隔離等特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用在電子技術(shù)領(lǐng)域及工業(yè)自動(dòng)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(kāi)關(guān)電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換、邏輯電路、過(guò)流保護(hù)、長(zhǎng)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(kāi)拓。1．器件選擇（1）

2、三極管輸出型光電耦合器三極管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(dāng)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(diǎn)，是具有很高的輸入輸出絕緣性能，頻率響應(yīng)可達(dá)300kHz，開(kāi)關(guān)時(shí)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(dāng)1、2端加入輸入信號(hào)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)

3、通。它可應(yīng)用在低電壓電子電路控制高壓交流回路的開(kāi)啟。（3）光耦合的可控硅開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器圖46—2中（a）為光敏雙向開(kāi)關(guān)器件；圖46?中（b）為過(guò)零控制電路及光敏雙向開(kāi)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(kāi)關(guān)導(dǎo)通，進(jìn)而觸發(fā)外接雙向可控硅導(dǎo)通，達(dá)到控制負(fù)載接入交流220V回路的目的。圖中（a）為非過(guò)零控制，圖中（b）為過(guò)零控制。本驅(qū)動(dòng)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(dá)林頓管輸出的光檢測(cè)器達(dá)林頓管輸出的光檢測(cè)器如圖46?中（a）所示

4、。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(jí)或負(fù)載的驅(qū)動(dòng)電流，有較強(qiáng)的光檢測(cè)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(diǎn)是響應(yīng)速度快、數(shù)字邏輯可靠，應(yīng)用于計(jì)算機(jī)接口、數(shù)控電源及電動(dòng)機(jī)控制中。（6）雙向開(kāi)關(guān)觸發(fā)器輸出的光檢測(cè)器圖46—3中的（c）為雙向開(kāi)關(guān)觸發(fā)器輸出的光檢測(cè)器電路。該圖為三端器件，內(nèi)部是光敏雙向開(kāi)關(guān)器件，收到紅外光線后，雙向開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通，觸發(fā)外接可控硅導(dǎo)通，使負(fù)載接入220V回路中。圖46-32．應(yīng)用電路（1）開(kāi)關(guān)電路對(duì)于開(kāi)關(guān)電路

5、，往往要求控制電路和開(kāi)關(guān)電路之間要有很好的電隔離，這對(duì)于一般的電子開(kāi)關(guān)來(lái)說(shuō)是很難做到的，但采用光電耦合器就很容易實(shí)現(xiàn)了。圖46?中（a）所示電路就是用光電耦合器組成的簡(jiǎn)單開(kāi)關(guān)電路。在圖中，當(dāng)無(wú)脈沖信號(hào)輸入時(shí)，三極管BG處于截止?fàn)顟B(tài)，發(fā)光二極管無(wú)電流流過(guò)不發(fā)光，則a、b兩端電阻非常大，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)“斷開(kāi)”。當(dāng)輸入端加有脈沖信號(hào)時(shí)，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(dāng)于開(kāi)關(guān)“接通”。故稱(chēng)無(wú)信號(hào)時(shí)開(kāi)關(guān)不通，為常開(kāi)狀態(tài)。圖46—4中（b）所示電路則為“帶閉”狀態(tài)，因?yàn)闊o(wú)信號(hào)輸入時(shí)，雖BG截止，但發(fā)光二極管有電流通過(guò)而發(fā)光

6、，使a、b圖46-4兩端處于導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)“接通”。當(dāng)有信號(hào)輸入時(shí)，BG導(dǎo)通，由于BG的集電結(jié)壓降在0．3V以下，遠(yuǎn)小于發(fā)光二極管的正向?qū)妷?，所以發(fā)光二極管無(wú)電流流過(guò)不發(fā)光，則a、b兩端電阻極大，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)“斷開(kāi)”，故稱(chēng)“常閉”式?？梢?jiàn)，開(kāi)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(fù)，并使U&ab＞3V為好，同時(shí)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(kāi)關(guān)電路，其中外接二極管D

7、的作用，是保證輸入正脈沖信號(hào)時(shí)“od”組接通，“ob”組關(guān)斷。圖中（b）為雙刀雙擲開(kāi)關(guān)電路，無(wú)輸入信號(hào)時(shí)，BG截止，“ob”與“od”組斷開(kāi)，“oa”與“oc”組接通；BG導(dǎo)通（即有信號(hào)輸入時(shí)），“ob”與“od”組接通，而“oa”與“oc”組斷開(kāi)。它們適于自動(dòng)控制和遙控設(shè)備中使用。（2）光耦合的可控硅開(kāi)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(kāi)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(guò)光電三極管的電流決定，直接由輸入電壓控制。該電路簡(jiǎn)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

8、負(fù)載為純電阻（如白熾燈泡）的開(kāi)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(kāi)關(guān)的額定電流。當(dāng)主電網(wǎng)電壓為220V時(shí)，V＝/2·220=308V，則R1=308/1．2=250Ω．所以，可控硅SCR的規(guī)格應(yīng)依R1的大小進(jìn)行選擇