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光电耦合器工作原理作用与特点

2017-11-08
类别:基础知识
eye 671
文章创建人 拍明
  一、光电耦合器工作原理- -简介

  光电耦合器,全称为光电耦合器接口电路,英文名称为Optical Couple,简写为OC,是一种以光为媒介传输电信号的电光电转换器件。光电耦合器主要由发光源、受光器组成,具有体积小、寿命常、抗干扰性强、无触点等多种特点,现已广泛应用于组合开关电路、组合逻辑电路、门厅照明灯自动控制电路等多种电路中。

光电耦合器简介.png

  二、光电耦合器工作原理- -分类

  光电耦合器有多种不同的分类方式,根据光路径的不同可分为内光路型和外光路型(又可分为透过型和反射型),根据封装形式的不同可分为同轴型光、扁平封装型、贴片封装型等多种,根据传输信号的不同可分为数字型和线性型,根据通道的不同可分为单通道型、双通道型和多通道型,也可根据隔离特性的不同、速度不同、输出形式的不同进行分类。

  三、光电耦合器工作原理- -结构

  光电耦合器主要由发光源、信号放大和受光器三部分构成。其中,发光源一般为发光二极管,信号放大部分一般为半导体光电子器件,受光器一般为光敏器件(光敏二极管、光敏三极管、光敏晶体管等)。

  四、光电耦合器工作原理

  在发光源部分,用直流、交流或脉冲电源驱动,发光二极管外加正向电压条件下,便会将电能转换为光能从而发生发光现象;在信号放大部分,半导体光电子器件将信号放大以用于受光器;在受光器部分,光敏器件利用PN结施加反向电压,光照下反向电阻由大变小的原理来进行光能到电能的转换,出现光灭现象。因此,经过发光源、信号放大、受光器三部分后,光电耦合器完成电光电的转换。

  五、光电耦合工作原理- -特点

  1)工作温度范围广,符合各领域使用要求;

  2)易于逻辑电路相连接;

  3)发光源与受光器匹配相对较理想,反应速度快,效率高;

  4)具有较强的隔离性能,输入与输出之间完全实现了电隔离;

  5)光信号单向传输,无反馈。

光电耦合特点.png

  由于光耦种类繁多,结构独特,优点突出,因而其应用十分广泛,主要应用以下场合:

  (1) 在逻辑电路上的应用

  光电耦合器可以构成各种逻辑电路,由于光电耦合器的抗干扰性能和隔离性能比晶体管好,因此,由它构成的逻辑电路更可靠。

  (2) 作为固体开关应用

  在开关电路中,往往要求控制电路和开关之间要有很好的电隔离,对于一般的电子开关来说是很难做到的,但用光电耦合器却很容易实现。

  (3) 在触发电路上的应用

  将光电耦合器用于双稳态输出电路,由于可以把发光二极管分别串入两管发射极回路,可有效地解决输出与负载隔离地问题。

  (4) 在脉冲放大电路中的应用

  光电耦合器应用于数字电路,可以将脉冲信号进行放大。

  (5) 在线性电路上的应用

  线性光电耦合器应用于线性电路中,具有较高地线性度以及优良地电隔离性能。

  (6) 特殊场合的应用

  光电耦合器还可应用于高压控制,取代变压器,代替触点继电器以及用于A/D电路等多种场合。

  光电耦合器简介:

  光电耦合器是一种把红外光发射器件和红外光接受器件以及信号处理电路等封装在同一管座内的器件。当输入电信号加到输入端发光器件LED上,LED发光,光接受器件接受光信号并转换成电信号,然后将电信号直接输出,或者将电信号放大处理成标准数字电平输出,这样就实现了“电-光-电”的转换及传输,光是传输的媒介,因而输入端与输出端在电气上是绝缘的,也称为电隔离。

  光电耦合器特点

  光电耦合器因为其独特的结构特点,因此在实际使用过程中,具有以下明显的优点:

  (1) 能够有效抑制接地回路的噪声,消除地干扰,使信号现场与主控制端在电气上完全隔离,避免了主控制系统受到意外损坏。

  (2) 可以在不同电位和不同阻抗之间传输电信号,且对信号具有放大和整形等功能,使得实际电路设计大为简化。

  (3) 开关速度快,高速光电耦合器的响应速度到达ns数量级,极大的拓展了光电耦合器在数字信号处理中的应用。

  (4) 体积小,器件多采用双列直插封装,具有单通道、双通道以及多达八通道等多种结构,使用十分方便。

  (5) 可替代变压器隔离,不会因触点跳动而产生尖峰噪声,且抗震动和抗冲击能力强。

  (6) 高线性型光电耦合器除了用于电源监测等,还被用于医用设备,能有效地保护病人的人生安全。


责任编辑:Davia

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