常见的光电耦合电路及其应用分析
光耦电路详解
光耦电路详解
光耦电路也称为光隔离器、光耦合器或光电耦合器，是一种将发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内的电子元件。
它的发光源通常为发光二极管，而受光器则可以是光敏二极管、光敏三极管等。
以下是关于光耦电路的一些详解：
1. 隔离作用：在电路中，尤其是低电压或高噪声敏感电路中，光耦电路用于隔离电路以防止电气碰撞机会或排除不需要的噪声。
它的内部结构使得发光源和受光器之间的空间被透明的非导电材料隔离，这样，两个独立的电路就可以通过光耦电路进行控制。
2. 工作原理：当给发光源（如LED）供电时，它会发出红外光，这束光照射到受光器（如光电晶体管）的基极上。
被激活的受光器会控制与其相连的输出电路。
这就是光耦电路如何将电信号转换为光信号，然后再转换回电信号的过程。
3. 信号放大：光电耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。
输入的电信号驱动发光源，使之发光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。
4. 良好的电绝缘能力和抗干扰能力：由于光耦电路的输入输出间互相隔离，因此它具有良好的电绝缘能力和抗干
扰能力。
此外，由于光耦电路的输入端属于电流型工作的低阻元件，它具有很强的共模抑制能力。
所以，它在长线传输资讯中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。
光电耦合器几款应用电路图
今天大鹏电子与大家分享光电耦合器的几款应用电路图，在这里介绍的光电耦合器是由发光二极管和光敏三极管组合起来的器件，发光二极管是把输入边的电信号变换成相同规律变化的光，而光脉敏三极管是把光又重新变换成变化规律相同的电信号，因此，光起着媒介的作用。
由于光电耦合器抗干扰能力强，容易完成电平匹配和转移，又不受信号源是否接地的限制。
所以应用日益广泛。
一、用光电耦合器组成的多谐振荡电路用光电耦合器组成的多谐振荡电路见图1。
当图1（a）刚接通电源Ec时，由于UF随C充电而增加，直到UF≈1伏时，发光二极管达到饱和，接着三极管也饱和，输出Uo≈Ec。
三极管饱和后，C放电（由C→F→E1→Er和由C→RF→+Ec→Re两条路径放电），uo 减小，二极管在C放电到一定程度后就截止，而三极管把储存电荷全部移走后，接着也截止，uo为零。
三极管截止后，电源Ec又对C充电，重复上述过程，得出图示的尖峰输出波形，其周期，为（当RF》Re时）：T=C（RF+Re）In2是原理相同的另一种形式电路二、用光电耦合器组成的双稳态电路用光电耦合器组砀双稳态电路如图2所示。
电路接通电源后的稳态是BG截止，输出高电位。
在触发正脉冲作用下，ib增加使BG 进入放大状态，形成ib↑→if↑→ib↑↑,结果BG截止，这种电路比普通的触发顺具有更高的抗干扰能力。
若设BG的极限电流Ic=6毫安，则R2=取为：R2≥(13-1)/(6×10)=24欧限流电阻R1可按下式计算R1≥(E-IbmRce2min)/Ibm式中：Ibm是晶体管的最大基极电流，Rce2min是光敏三极管集射间的最小电阻值三、用光电耦合器组成的整形电路，用的地方不一样，光电耦合器是将光信号转换成电信号传输出去，光电隔离器虽然也有类似的功能，但是它更重要的功能是起到保护的作用，例如你的某个设备上的接口本身没有光电保护，那么它就需要一个光电隔离器，一旦出现浪涌，就直接烧坏这个隔离器，而不会伤害到你的设备,一个是直流的、一个是交流的电压。
光电耦合器及其应用
光电耦合器及其应用［作者：佚名转贴自：未知点击数：933 更新时间：2006-3-31【字体：A 】光电耦合器，是近几年发展起来的一种半导体光电器件，由于它具有体积小、寿命长、抗干扰能力强、工作温度宽及无触点输入与输出在电气上完全隔离等特点，被广泛地应用在电子技术领域及工业自动控制领域中，它可以代替继电器、变压器、斩波器等，而用于隔离电路、开关电路、数模转换、逻辑电路、过流保护、长线传输、高压控制及电平匹配等。
为使读者了解与应用光电耦合器，今介绍几种光电耦合器件及应用电路，供大家参考与开拓。
1．器件选择（1）三极管输出型光电耦合器三极管输出型光电耦合器电路如图46—1中（a）所示，它是由两部分组成的。
其中，1、2端为输入端，通常由发光器件构成；4、5、6端接一只光敏三极管构成输出端，当接收到发射端发出的红外光后，在三极管集电极中便有电流输出。
图46-1三极管输出型光电耦合器的特点，是具有很高的输入输出绝缘性能，频率响应可达300kHz，开关时间数微秒。
（2）可控硅输出型光耦合器可控硅输出型光耦合器的电路如图46?中（b）所示。
该器件为六脚双列式封装。
当1、2端加入输入信号后，发射管发出的红外光被接在4、5、6脚的光敏可控硅接收，使其导通。
它可应用在低电压电子电路控制高压交流回路的开启。
（3）光耦合的可控硅开关驱动器图46—2中（a）为光敏双向开关器件；图46?中（b）为过零控制电路及光敏双向开关器件组合体。
它们的工作原理是：利用输入端红外光控制输出端的光敏双向开关导通，进而触发外接双向可控硅导通，达到控制负载接入交流220V回路的目的。
图中（a）为非过零控制，图中（b）为过零控制。
本驱动器有非常好的输入与输出绝缘性，可构成固态继电器的控制电路，其输出的控制功率由可控允许功率决定。
图46-2（4）达林顿管输出的光检测器达林顿管输出的光检测器如图46?中（a）所示。
它是由两只管子组成复合管，具有很高的电流放大能力，形成下一级或负载的驱动电流，有较强的光检测灵敏度。
常见的光电耦合电路及其应用分析
常见的光电耦合电路及其应用分析光电耦合电路是设计中常用的将信号进行隔离和转换并再次利用的一种应用，它主要是将输入的电信号通过介质转换成光信号，再根据介质和电路的特性转换成电信号输出，实现“电-光-电”之间的转换。
同时将由于电路之间由于电容/电感等元器件或电磁感应等造成的干扰基本上排除。
可见光电耦合电路在各位的设计应用中发挥着重要的作用。
光电耦合器是将光电耦合电路进行了集成和封装后得到的ic产品，它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。
最常用的发光器件就是LED发光二极管了，当输入电信号加到输入端会导致LED发光，光接受器件接受LED的发光的光信号后将其转换成电信号并输出。
光电耦合电路结构独特，可有效抑噪声消除干扰、开关速度快、体积小、可替代变压器隔离等，并可以组成和应用到开光电路、逻辑电路、隔离耦合电路、高压稳压电路、继电器替代电路等，故小编整理和总结了几种常见的光电耦合电路图，并对他们的应用需要和范围进行分析，希望能给大家的学习、掌握和应用这种电路有一定的指导作用。
(1)组成的多谐振荡器电路图工作流程为接通电源后：A、电容C两端电压不能突变，电阻R数值大于Rl，电源电压Ec主要加在R上，F点电位很低，LED处于截止状态;B、电容充电电压增加导致F点电位逐渐增高，到达一定程度使LED导通发光，光敏三极管导通饱和，输出电压发生跃变使之接近电源电压;（即U0约=Ec）C、电容上存留电荷通过三极管、LED通路快速放电，并对其反向充电到达一定程度后导致LED截止及三极管截止？？？;D、电容再次通过电阻R和RL放电进行反向充电，LED发光光敏三极管再次饱和，如此循环形成振荡。
作用：多谐振荡器也叫自激多谐振荡器，它的作用是产生交流信号。
将直流电变为交流电。
通过上述电路，可以更好的取出干扰。
特别是直流和交流电信号转化的时候，电磁干扰是一个不容忽视的干扰，这样可以更好的将信号进行转化和利用。
光电耦合器作用和原理
光电耦合器作用和原理光电耦合器（Optocoupler）是一种光学器件，具有隔离性、放大性、线性性、稳定性等特点，广泛应用于电子电路中。
它主要由光发射器、光接收器、隔离层和输出级组成。
光电耦合器的作用是将输入信号转换成光脉冲信号，并通过隔离层隔离与输出№级，同时光脉冲信号被接收器转换为输出信号，从而实现输入输出信号的隔离和传输。
光电耦合器可以起到电气隔离和信号转换的作用，为电子电路提供安全可靠的保护。
同时，光电耦合器还可以提高电路的抗干扰能力和共模抑制比。
光电耦合器的原理是光电效应。
当有光照射到半导体材料上时，根据光电效应，半导体中一部分电子被激发，从而电子从价带跃迁至导带，形成空穴和电子对，从而产生光生载流子。
当半导体中有足够的轻子和空穴，光生载流子迅速扩散和漂移，并在光电接收器结构内的pn结区域结合产生电流。
光电接收器的输出信号与输入光发射器的输入信号一致。
光电耦合器的使用步骤如下：1.根据电路的需求选择合适的光电耦合器，包括光电器件类型、隔离电压等参数。
2.接线时应注意输入端和输出端的电极连接，一般采用直插式或SOP引脚式连接。
3.在电路中正确接入光电耦合器，将输入端连接到输入信号源，输出端连接到需要控制的电路中。
4.在电路通电前，应先检查光电器件的极性和隔离性能是否正确，以免引起损坏。
5.对于高频信号输入，需注意进行匹配和阻抗调节，以保证输入和输出信号传输的准确和稳定。
总之，光电耦合器是一种重要的光学器件，在现代电子电路中广泛应用。
它通过光电效应将输入电信号转换为光信号，隔离并放大信号，提高电路的抗干扰能力和共模抑制比，保证了电路的稳定性和可靠性。
同时，使用光电耦合器还可以避免电路中的接地问题和供电噪音问题。
光耦电路应用
光耦电路应用光耦电路是一种基于光电效应的电路，它通过光电传感器将电信号转换为光信号，再通过光电耦合器将光信号转换为电信号，实现电路的隔离和信号传输。
光耦电路具有高隔离性、低干扰性、高速响应和安全可靠等特点，广泛应用于工业自动化、医疗设备、通信网络、家用电器和汽车电子等领域。
一、光耦电路的基本原理光耦电路由光电传感器和光电耦合器两部分组成。
光电传感器是将电信号转换为光信号的元件，通常采用LED或激光二极管作为光源，光敏二极管或光电三极管作为光接收器。
当电流通过LED或激光二极管时，它会发出一定波长的光信号，光敏二极管或光电三极管会将光信号转换为电信号。
光电传感器的输出电流与输入电压成正比例关系，可以通过调节电流限制电阻或反向并联电容的值来控制输出电流的大小和稳定性。
光电耦合器是将光信号转换为电信号的元件，通常采用光电二极管或光电晶体管作为光接收器，输出信号可以是电压信号或电流信号。
当光信号照射在光电二极管或光电晶体管上时，它会引起电荷的移动和电流的产生，从而产生一个与光信号强度成正比例的输出电压或电流。
光电耦合器的输出电压或电流与输入光功率成正比例关系，可以通过调节限流电阻或反向并联电容的值来控制输出电压或电流的大小和稳定性。
二、光耦电路的应用1、工业自动化在工业自动化中，光耦电路常用于隔离和传输控制信号、传感器信号和驱动信号。
例如，将PLC输出的控制信号经过光耦隔离后传输到电机驱动器，可以防止电机驱动器对PLC的反馈信号产生干扰，保证控制系统的稳定性和可靠性。
另外，将温度、压力、流量等传感器信号经过光耦隔离后传输到数据采集器或控制器，可以保护传感器不受电磁干扰和高电压破坏，提高信号的精度和稳定性。
2、医疗设备在医疗设备中，光耦电路常用于隔离和传输生物信号、控制信号和数据信号。
例如，将心电信号、脑电信号、肌电信号等生物信号经过光耦隔离后传输到放大器或数据采集器，可以保护患者不受电流刺激和电磁干扰，提高信号的准确性和可靠性。
光耦常见电路
光耦常见电路
光耦合器（光耦）是一种常用的电子元件，用于电气信号和光信号之间的隔离和传递。
它由光发射器和光接收器组成，通过光信号的发射和接收，实现输入和输出电路之间的电气隔离。
以下是几种常见的光耦合器电路：
1.光电晶体管（Phototransistor）电路：该电路将光发射器
与晶体管连接，以实现电气信号的隔离和传递。
光发射器
发出的光可以激活光电晶体管，使其产生电流，从而实现
输入和输出电路之间的隔离。
2.光敏二极管（Photodiode）电路：光敏二极管是一种用于
检测光信号的光电探测器。
它可以将接收到的光信号转换
为电流或电压输出。
在电路中，光敏二极管通常与放大器
或其他电路元件结合使用，以实现隔离和信号放大的功能。
3.光耦合继电器电路：光耦合继电器是一种将光耦合器和继
电器相结合的装置。
它具有继电器的开关功能和光耦合器
的电气隔离功能。
通过控制光耦合器的光发射器，能够控
制继电器的开关状态，实现电气信号的隔离和传递。
4.光耦合隔离放大器电路：该电路将光耦合器与放大器相结
合，实现电气信号的隔离和放大。
通过光发射器将输入信
号转换为光信号，然后通过光接收器将光信号转换回电信
号，并经过放大器放大，实现输入和输出电路之间的电气
隔离和信号放大。
此外，还有其他类型的光耦合器电路，例如光耦合比较器、光耦合开关等，根据具体的应用需求选择适合的光耦合器电路。
光耦合器在工业控制、通信设备、医疗设备等领域具有广泛的应用。
光电耦合器原理及使用
光电耦合器，又称光耦，万联芯城销售原装现货光耦元件，品牌囊括TOSHIBA,LITEON,EVERLIGHT,VISHAY等。
型号种类繁多，万联芯城为终端生产企业提供电子元器件一站式配套服务，节省了客户的采购成本。
点击进入万联芯城点击进入万联芯城光耦使用技巧光电耦合器(简称光耦)，是一种把发光元件和光敏元件封装在同一壳体内，中间通过电→光→电的转换来传输电信号的半导体光电子器件。
光电耦合器可根据不同要求，由不同种类的发光元件和光敏元件组合成许多系列的光电耦合器。
目前应用最广的是发光二极管和光敏三极管组合成的光电耦合器，其内部结构如图1a所示。
光耦以光信号为媒介来实现电信号的耦合与传递，输入与输出在电气上完全隔离，具有抗干扰性能强的特点。
对于既包括弱电控制部分，又包括强电控制部分的工业应用测控系统，采用光耦隔离可以很好地实现弱电和强电的隔离，达到抗干扰目的。
但是，使用光耦隔离需要考虑以下几个问题：①光耦直接用于隔离传输模拟量时，要考虑光耦的非线性问题；②光耦隔离传输数字量时，要考虑光耦的响应速度问题；③如果输出有功率要求的话，还得考虑光耦的功率接口设计问题。
1 光电耦合器非线性的克服光电耦合器的输入端是发光二极管，因此，它的输入特性可用发光二极管的伏安特性来表示，如图1b所示；输出端是光敏三极管，因此光敏三极管的伏安特性就是它的输出特性，如图1c所示。
由图可见，光电耦合器存在着非线性工作区域，直接用来传输模拟量时精度较差。
图1 光电耦合器结构及输入、输出特性解决方法之一，利用2个具有相同非线性传输特性的光电耦合器，T1和T2，以及2个射极跟随器A1和A2组成，如图2所示。
如果T 1和T2是同型号同批次的光电耦合器，可以认为他们的非线性传输特性是完全一致的，即K1(I1)=K2(I1)，则放大器的电压增益G=Uo/U1=I3R3/I2R2=(R3/R2)[K1(I1)/K2(I1)]=R3/R2。
由此可见，利用T1和T2电流传输特性的对称性，利用反馈原理，可以很好的补偿他们原来的非线性。
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常见的光电耦合电路及其应用分析
光电耦合电路是设计中常用的将信号进行隔离和转换并再次利用的一种应用，它主要是将输入的电信号通过介质转换成光信号，再根据介质和电路的特性转换成电信号输出，实现“电-光-电”之间的转换。
同时将由于电路之间由于电容/电感等元器件或电磁感应等造成的干扰基本上排除。
可见光电耦合电路在各位的设计应用中发挥着重要的作用。
光电耦合器是将光电耦合电路进行了集成和封装后得到的ic产品，它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。
最常用的发光器件就是LED发光二极管了，当输入电信号加到输入端会导致LED发光，光接受器件接受LED的发光的光信号后将其转换成电信号并输出。
光电耦合电路结构独特，可有效抑噪声消除干扰、开关速度快、体积小、可替代变压器隔离等，并可以组成和应用到开光电路、逻辑电路、隔离耦合电路、高压稳压电路、继电器替代电路等，故小编整理和总结了几种常见的光电耦合电路图，并对他们的应用需要和范围进行分析，希望能给大家的学习、掌握和应用这种电路有一定的指导作用。
(1)组成的多谐振荡器电路图
工作流程为接通电源后：
A、电容C两端电压不能突变，电阻R数值大于Rl，电源电压Ec主要加在R上，F点电位很低，LED处于截止状态;
B、电容充电电压增加导致F点电位逐渐增高，到达一定程度使LED导通发光，光敏三极管导通饱和，输出电压发生跃变使之接近电源电压;（即U0约=Ec）
C、电容上存留电荷通过三极管、LED通路快速放电，并对其反向充电到达一定程度后导致LED截止及三极管截止？？？;
D、电容再次通过电阻R和RL放电进行反向充电，LED发光光敏三极管再次饱和，如此循环形成振荡。
作用：多谐振荡器也叫自激多谐振荡器，它的作用是产生交流信号。
将直流电变为交流
电。
通过上述电路，可以更好的取出干扰。
特别是直流和交流电信号转化的时候，电磁干扰是一个不容忽视的干扰，这样可以更好的将信号进行转化和利用。
(2)组成开关电路图
工作流程以左图为例：
A、输入信号ui低电平，晶体管V1处于截止状态，光电耦合器B1中发光二极管的电流近似为零，输出端Q11、Q12间的电阻很大，相当于开关“断开”;
B、ui高电平，v1导通，B1中发光二极管发光，Q11、Q12间的电阻变小，相当于开关“接通”.
C、该电路因Ui为低电平时，开关不通，故为高电平导通状态.图2输入无信号或为低电平时，开关导通，故为低电平导通状态.
作用：开关电路是进行开和关状态的跳转，现在很多开关电路都已经实现通过自身的特性就可以进行开和关智能操作。
而上述的电路，通过光信号来判断状态的关闭，由于光信号的敏感性和准确性，可以使整个电路更加灵敏，反应时间更短。
(3)组成逻辑电路图
工作流程以与门逻辑为例：
A、与门逻辑表达式为P=A*B;
B、两只光敏管串联，只有当输入逻辑电平A=1、B=1时，输出P=1;
C、还可以组成或门、与非门、或非门等逻辑电路。
作用：逻辑电路是数字电路中常用的基本电路之一。
通过光来进行信号的转换，可以让整个系统运行起来更加快速并且信号的传递不容易受到干扰和影响，从而让在实际应用中可以更好的得到理想的结果。
(4) 组成隔离耦合电路
工作原理以交流耦合放大电路为例：
适当选取发光回路限流电阻Rl，使B4的电流传输比为一常数，即可保证该电路的线性放大作用。
交流耦合由于是交流电，电磁感性是不容忽视的，本身交流电由于本身就不是恒定稳定的，因而要很好的控制和反应它，就需要灵敏的器件，LED就是很好的一个选择。
通过上述的组合，可以让整个系统的输出更加理想。
(5)组成双稳态输出电路
工作原理：
(a)光电耦合器控制的双稳态输出开关电路，光电耦合开关接在两管的发射极回路上，能有效地解决输出与负载间的隔离问题。
(b)光电耦合开关的施密特电路。
当输入电压U1为低电平时，光电三极管C、e间呈高电阻，BG1导通，BG2截止，则输出电压U0为低电平;当输入电压U1大于鉴幅值时，光电三极管c、e间呈低电阻，则BG1截止，BG2导通，输出的电压U0为高电平。
调节电阻R3，即改变鉴幅电平。
但是在实际的应用中，我们在设计光耦光电隔离电路时，也必须正确选择光耦合器的型号及参数。
在通常情况下，单芯片集成多路光耦的器件速度下相比之下比较慢，大多都是单路的速度快，而且在制作工艺上大量的隔离器件需要占用很大布板面积导致设计的成本大大增加。
在设计中需要在性能参数可以满足的条件上，应该看看是否电路板尺寸、传输速度、设计成本等因素也符合要求。
光电耦合电路品种和类型非常多，在光电子DATA手册中，其型号超过上千种，一般都是按照光路径、输出形式、封装形式、传输信号、输出速度、通道数量、隔离特性、工作电压等来划分，在选择的时候根据实际的要求来查看手册就可以找到合适的产品用来设计和应用。
本文主要对常见的光电耦合电路及其应用分析，以组成多谐振荡器、组成开关、组成逻辑、隔离耦合、双稳态输出等电路作为例子深入的分析，常见光电耦合电路有光电二极管型、光电三极管型、光敏电阻型、光控晶闸管型、光电达林顿型、集成电路型等，它们都是利用光电效应进行转化和利用，实现电一光一电的转换，从而实现更多的功能，各种都有自身的特点和优势。