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光耦的作用(光偶有什么作用)

来源:
2023-12-12
类别:基础知识
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文章创建人 拍明芯城

1、光偶有什么作用

光耦指的是光耦合器,在数字电路上获得广泛的应用

一,什么是光耦

光耦合器(opticalcoupler equipment,英文缩写为OCEP)也称为光电隔离器或光电耦合器,简称光耦。光耦合器由光发射,光接收和信号放大三部分组成。

二,光耦的作用

1.光耦的作用是有效隔离电气上的输入和输出电路;信号可以以光的形式传输;具有良好的抗干扰效果。

2.除考虑人体接触外,还应考虑电路器件的安全性。当光耦合器的输入侧受到强电压冲击而损坏时,由于光耦合器的隔离作用,不会损坏输出侧电路。

3.光耦合器通过光传输电信号。它对输入和输出电信号具有良好的隔离效果,因此可以广泛用于各种电路中。

三,光耦合器的工作原理

光耦合器是一种以光为媒介传输电信号的设备。通常,发光器件(红外发光二极管LED)和受光器(光敏半导体管,光敏电阻)被封装在同一壳体中。当在输入端施加电信号时,发光器发出光线,并且受光器在接收到从输出端流出的光之后产生光电流,从而实现“电—光—电”控制。

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2、光耦开关的作用及工作原理

光耦种类繁多,结构独特,优点突出,所以应用广泛,最为常见的就是它在电路领域扮演的角色了,比如下文提及的光耦开关就能够起到不错的调节效果,并且在许多领域都有着不可或缺的作用。那么接下来就随小编一起来了解一下和光耦开关有关的知识吧,具体包括光耦的开关作用、光耦开关常见的几种连接方式及其工作原理等等,有兴趣的朋友可以学习分析。


一、光耦开关常见的几种连接方式及其工作原理

常用于反馈的光耦型号有TLP521、PC817等。这里以TLP521为例,介绍这类光耦的特性。

TLP521的原边相当于一个发光二极管,原边电流If越大,光强越强,副边三极管的电流Ic越大。副边三极管电流Ic与原边二极管电流If的比值称为光耦的电流放大系数,该系数随温度变化而变化,且受温度影响较大。作反馈用的光耦正是利用“原边电流变化将导致副边电流变化”来实现反馈,因此在环境温度变化剧烈的场合,由于放大系数的温漂比较大,应尽量不通过光耦实现反馈。此外,使用这类光耦必须注意设计外围参数,使其工作在比较宽的线性带内,否则电路对运行参数的敏感度太强,不利于电路的稳定工作。

通常选择TL431结合TLP521进行反馈。这时,TL431的工作原理相当于一个内部基准为2.5V的电压误差放大器,所以在其1脚与3脚之间,要接补偿网络。

常见的光耦反馈第1种接法,Vo为输出电压,Vd为芯片的供电电压。com信号接芯片的误差放大器输出脚,或者把PWM芯片(如UC3525)的内部电压误差放大器接成同相放大器形式,com信号则接到其对应的同相端引脚。注意左边的地为输出电压地,右边的地为芯片供电电压地,两者之间用光耦隔离。


1接法的工作原理如下:当输出电压升高时,TL431的1脚(相当于电压误差放大器的反向输入端)电压上升,3脚(相当于电压误差放大器的输出脚)电压下降,光耦TLP521的原边电流If增大,光耦的另一端输出电流Ic增大,电阻R4上的电压降增大,com引脚电压下降,占空比减小,输出电压减小;反之,当输出电压降低时,调节过程类似。开关电源中光耦的作用

常见的第2种接法,如图2所示。与第1种接法不同的是,该接法中光耦的第4脚直接接到芯片的误差放大器输出端,而芯片内部的电压误差放大器必须接成同相端电位高于反相端电位的形式,利用运放的一种特性——当运放输出电流过大(超过运放电流输出能力)时,运放的输出电压值将下降,输出电流越大,输出电压下降越多。因此,采用这种接法的电路,一定要把PWM芯片的误差放大器的两个输入引脚接到固定电位上,且必须是同向端电位高于反向端电位,使误差放大器初始输出电压为高。

2接法的工作原理是:当输出电压升高时,原边电流If增大,输出电流Ic增大,由于Ic已经超过了电压误差放大器的电流输出能力,com脚电压下降,占空比减小,输出电压减小;反之,当输出电压下降时,调节过程类似。


二、光耦的开关作用

⑴在逻辑电路上的应用

⑵作为固体开关应用

⑶在触发电路上的应用

⑷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。

⑸在线性电路上的应用

⑹特殊场合的应用。


光耦的开关作用旗下也包含了很多方面的作用,比如常见的电路领域的应用,或者是作为固体开关应用等等,它们都可以起到控制调节的效果,所以光耦开关相对而言也是极为关键的部件。上文我们为大家阐述了光耦开关常见的几种连接方式及其工作原理,从专业的角度给出了详细系统的分析,并且举例了示意图,采用文字图片相互结合的模式加以介绍。

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3、手机充电器里的光耦器件起什么作用

光耦器件的主要结构是把发光器件和光接收器件组装在一个密闭的管壳内,然后利用发光器件的管脚作输入端,而把光接收器的管脚作为输出端。当在输入端加电信号时,发光器件发光。这样,光接收器件由于光敏效应而在光照后产生光电流并由输出端输出。从而实现了以“光”为媒介的电信号传输,而器件的输入和输出两端在电气上是绝缘的。

在光耦电路设计中,有两个参数需要格外注意:

一个是反向电压Vr(ReverseVoltage),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,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。

4、逆变器驱动光藕的作用

逆变器驱动光藕的作用是隔离及信号耦合。根据查询相关信息资料显示:光耦的作用是把输入、输出侧电路进行有效的电气上的隔离,可以以光形式传输信号,有很好的抗干扰效果,故逆变器驱动光藕的作用是隔离及信号耦合。

5、光耦的作用及工作原理是什么?

输入的电信号驱动发光二极管(LED),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。这就完成了电—光—电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。

由于光耦合器输入输出间互相隔离,电信号传输具有单向性等特点,因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。

历史

用光学方式耦合固态光发射器及半导体感测器的想法是在1963由Akmenkalns等人提出(US patent 3,417,249)。光敏电阻为基础的光电耦合元件在1968年问世,其速度慢,但是是最线性隔离元件,在音乐及音响产业中仍有其利基市场。

LED技术在1968–1970年的商品化,使得光电工程大幅成长,在1970年代末各种主要的光电耦合元件均已开发出来。光电耦合元件的主力是双极性的硅光晶体感测器,可以达到足够的的传输速度,足以用在像脑电图之类的应用上,目前最快的光电耦合元件是利用光导模式的PIN型二极管。

责任编辑:David

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