光耦电路
词条创建时间:2021-08-09浏览次数:1051
光电耦合器亦称光电隔离器或光耦合器,简称光耦。它是以光为媒介来传输电信号的器件,通常把发光器与受光器封装在同一管壳内。
光耦电路原理
在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光,光的强度取决于激励电流的大小,此光照射到封装在一起的受光器上后,因光电效应而产生了光电流,由受光器输出端引出,这样就实现了电一光一电的转换。
光电耦合器主要由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。 光的发射部分主要由发光器件构成,发光器件一般都是发光二极管,发光二极管加上正向电压时,能将电能转化为光能而发光,发光二极管可以用直流、交流、脉冲等电源驱动,但发光二极管在使用时必须加正向电压。光的接收部分主要由光敏器件构成,光敏器件一般都是光敏晶体管, 光敏晶体管是利用 PN 结在施加反向电压时,在光线照射下反向电阻由大变小的原理来工作的。
光的信号放大部分主要由电子电路等构成。发光器件的管脚为输入端,而光敏器件的管脚为输出端。工作时把电信号加到输入端,使发光器件的芯体发光, 而光敏器件受光照后产生光电流并经电子电路放大后输出,实现电→光→电的转换,从而实现输入和输出电路的电器隔离。由于光电耦合器输入与输出电路间互相隔离,且电信号在传输时具有单向性等优点, 因而光电耦合器具有良好的抗电磁波干扰能力和电绝缘能力。
光耦电路设计
在光耦电路设计中,有两个参数常常被人忽视,需要格外注意,一个是反向电压Vr(ReverseVoltage),是指原边发光二极管所能承受的最大反向电压,超过此反向电压,可能会损坏LED。而一般光耦中,这个参数只有5V左右,在存在反压或振荡的条件下使用时,要特别注意不要超过反向电压。如,在使用交流脉冲驱动LED时,需要增加保护电路。
另外一个参数是光耦的电流传输比(currenttransferratio,简称CTR),是指在直流工作条件下,光耦的输出电流与输入电流之间的比值。光耦的CTR类似于三极管的电流放大倍数,是光耦的一个极为重要的参数,它取决于光耦的输入电流和输出电流值及电耦的电源电压值,这几个参数共同决定了光耦工作在放大状态还是开关状态,其计算方法与三极管工作状态计算方法类似。若输入电流、输出电流、电流传输比设计搭配不合理,可能导致电路不能工作在预想的工作状态。
光耦电路作用
光耦的基本作用,是将输入、输出侧电路进行有效的电气上的隔离;能以光形式传输信号;有较好的抗干扰效果;输出侧电路能在一定程度上得以避免强电压的引入和冲击。
光耦是一种转换器件,通过电到光再到电的转换过程。通过这种转换就可以把前级和后级隔离开来,起到保护的作用。
制作光耦一般把发光二极管和光敏三极管封装在一起,发光二极管为输入端,光敏三极管为输出端。
常使用的电路有电气绝缘,防止后级电路的高压干扰或者传入前级的弱电,破坏弱电内的器件的稳定性。
驱动电路也是常用的场合,微小的电流驱动发光二极管,然后使感光三极管收到微弱光照放大成较大的电压信号来驱动相关器件。