《光耦隔离技术》doc

合集下载

光耦隔离电路

光耦隔离电路

光耦隔离电路
光耦隔离电路是一种常用的电路设计方案,它可以实现电路信号的隔
离和传输,保证电路的安全性和稳定性。

光耦隔离电路的主要原理是
利用光电转换器将电信号转换成光信号,再通过光纤或光电耦合器将
光信号传输到另一端,再通过光电转换器将光信号转换成电信号,从
而实现电路信号的隔离和传输。

光耦隔离电路的主要优点是具有高隔离性能、低噪声、高速度、低功耗、小体积等特点。

它可以有效地隔离电路中的干扰信号,提高电路
的抗干扰能力,保证电路的稳定性和可靠性。

同时,光耦隔离电路还
可以实现电路的隔离控制,保护电路中的敏感元件,提高电路的安全性。

光耦隔离电路的设计需要考虑多个因素,包括光电转换器的选择、光
纤或光电耦合器的选型、电路的布局和连接方式等。

在选择光电转换
器时,需要考虑其响应速度、灵敏度、线性度、噪声等参数,以满足
电路的要求。

在选择光纤或光电耦合器时,需要考虑其传输距离、传
输速度、损耗等参数,以保证信号的传输质量。

在光耦隔离电路的布局和连接方面,需要注意信号线和电源线的分离,以避免干扰信号的传输。

同时,还需要注意信号线和地线的分离,以
减少信号的噪声干扰。

在连接光电转换器和光纤或光电耦合器时,需要注意光纤或光电耦合器的极性,以保证信号的正确传输。

总之,光耦隔离电路是一种重要的电路设计方案,它可以实现电路信号的隔离和传输,保证电路的安全性和稳定性。

在设计光耦隔离电路时,需要考虑多个因素,包括光电转换器的选择、光纤或光电耦合器的选型、电路的布局和连接方式等,以保证电路的性能和可靠性。

光耦隔离

光耦隔离

继电器是常用的电气隔离器件。

简单的驱动电路是用三极管直接驱动。

线路的接法参考下图。

该电路驱动简单,成本低廉。

当控制电路为高电平时,NPN 型三极管就会饱和导通,继电器线圈两端得电衔铁吸合,继电器的端口 COM 与 NC 断开并和 NO 连接。

该电路的缺点是电源没有隔离,芯片易受干扰。

另外此电路是正向电压驱动,而 51 单片机复位后引脚是高电平。

换句话说系统通电复位后继电器就有一个吸合脉冲,这是不合理的。

比较实用的电路如下图所示:
这个电路的控制部分是 5V 电源系统,通过光电耦合器与执行机构的 12V 电源隔离。

当 CONTROL 端置为低电平时,光电发光二极管工作,光电光敏三极管导通 12V 电源经 1K 电阻流向 ULN2803 驱动芯片。

ULN2803 驱动芯片输出端电平拉低带动继电器动作。

这个电路有两个好处:一是低电平驱动,二是光电隔离。

光耦的作用:
对输入、输出电信号起隔离作用,光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。

又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件,因而具有很强的共模抑制能力。

光耦隔离技术

光耦隔离技术

标签:无标签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T1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。

图2 光电耦合线性电路另一种模拟量传输的解决方法,就是采用VFC(电压频率转换)方式,如图3所示。

现场变送器输出模拟量信号(假设电压信号),电压频率转换器将变送器送来的电压信号转换成脉冲序列,通过光耦隔离后送出。

光耦隔离原理

光耦隔离原理

光耦隔离原理
光耦隔离原理是一种广泛应用于电子电路中的隔离技术。

它通过利用光学器件将输入端与输出端电路完全隔离开来,实现电气信号的传递。

光耦隔离器的基本结构由光电器件和发光器组成,光电器件接收发光器发出的光信号,并将其转换为相应的电信号输出。

光耦隔离器的工作原理是利用发光二极管(LED)和光敏三极管(光敏二极管或光敏晶体管)之间的光电转换效应。

当输入端电路施加电压时,LED会发出光信号。

这个光信号经过传输后到达输出端的光敏三极管,光敏三极管在光信号的作用下产生电流,从而完成电气信号的隔离传输。

光耦隔离器的有效隔离原理基于光信号的不受电信号干扰的特性。

由于光信号不受电磁场的影响,因此可以在输入端和输出端之间实现高电压隔离。

这种隔离可以防止电流或电压干扰的传输,从而有效保护电路的稳定性和安全性。

此外,光耦隔离器还具有高速度、低功耗和小尺寸等优点。

它在许多电子设备中广泛应用,如电力系统、通信设备、工业自动化控制系统等。

总而言之,光耦隔离原理是一种通过利用光信号传输电信号的隔离技术。

它实现了输入端和输出端电路的完全隔离,具有高效隔离、高速度和低功耗等优点。

这使得光耦隔离器成为电子设备中重要的隔离元件之一。

光耦隔离实现电压转换电路

光耦隔离实现电压转换电路

光耦隔离实现电压转换电路1. 概述光耦隔离是一种常用的电气隔离技术,其原理是通过光学元件将输入信号和输出信号隔离开来,从而实现信号的电气隔离和转换。

光耦隔离电路常用于解决电气隔离和电压转换的问题,广泛应用于工业控制、仪器仪表和通信等领域。

本文将详细介绍光耦隔离实现电压转换电路的原理、设计和应用。

2. 原理光耦隔离电路由输入端、光电转换器、输出端三部分组成。

输入端接收待转换的电压信号,经过光电转换器转换为光信号,然后通过光电转换器输出端将光信号转换为电压信号输出。

光电转换器通常由发光二极管(LED)和光敏三极管(光电晶体管)组成。

LED作为光源,当输入信号电压施加在LED上时,LED会发光。

光敏三极管作为光电转换器,当光照射到光敏三极管时,会产生电流,输出对应的电压信号。

光耦隔离电路能够实现电气隔离的原因在于光信号的传输不受电气信号的影响,光信号的传输速度快,抗干扰能力强。

因此,通过光耦隔离电路可以将输入信号和输出信号完全隔离开来,从而实现电气隔离和电压转换。

3. 设计光耦隔离电路的设计需要考虑以下几个方面:3.1 输入端电路设计输入端电路主要用于接收待转换的电压信号。

在设计输入端电路时,需要考虑输入信号的电压范围、输入阻抗和输入保护等问题。

输入信号的电压范围决定了输入端电路的工作电压范围,需要根据实际应用场景选择合适的元件。

输入阻抗决定了输入端电路对输入信号的影响程度,一般要尽量选择高阻抗元件,以免影响待转换信号的准确性。

输入保护电路可以用于保护输入端电路免受过压、过流等异常情况的影响。

3.2 光电转换器选型和参数计算光电转换器的选型和参数计算是光耦隔离电路设计的关键步骤。

首先需要选择合适的LED和光敏三极管。

LED的选择需要考虑其工作电流和发光强度,一般选择工作电流较小、发光强度较高的LED。

光敏三极管的选择需要考虑其灵敏度和响应速度,一般选择灵敏度高、响应速度快的光敏三极管。

参数计算方面,需要根据输入信号的电压范围和光敏三极管的灵敏度来确定LED的工作电流。

0-5V0-10V转0-20mA4-20mA光耦隔离技术

0-5V0-10V转0-20mA4-20mA光耦隔离技术

0-5V/0-10V转0-20mA/4-20mA光耦隔离技术智能高隔离变送器仪表采用智能化设计,具备了传统产品所不具备的多种功能。

只需单电源供电就可将模拟信号进行隔离变送,并按设定范围线性对应地以十进制数字量显示出来。

传统嵌入的模拟显示表采用电位器调节,调节参数单一,不灵活,受温度影响较大。

相比于传统的模拟显示表,这种智能数字显示表采用两个按键组合操作,由中央处理器CPU进行控制,可实现零点、满量程、小数点、报警、延时等多种参数的设定,具有较强的灵活性和实用性。

数显表采用LED显示板,并具有反向、过流保护功能。

产品广泛用于高铁、地铁750V/1500V轨道电压隔离监测,电力仪器仪表与传感器信号收发及监控,高压变频器信号远程抗干扰无失真传输,电网变压器设备运行信号检测、隔离及长线传输,电力监控、医疗设备隔离安全栅。

智能化隔离变送器,是一种将模拟电压或电流信号隔离放大、转换成精度、线性度相匹配的显示控制变送器。

该产品在原有隔离放大器IC基础上增加了显示控制功能,可将模拟电压或电流信号隔离放大、变送控制并实时显示出来。

产品集隔离、显示、报警控制、变送于一体,内部包含有一组高效率多隔离的DC/DC 电源变换电路、信号调制解调电路、信号耦合隔离变换电路、显示和报警控制电路等。

特别适用于:0-75mV/0-5V/0-10V/0-1mA/0-20mA/4-20mA等模拟量的免调节隔离放大变送、显示和控制。

产品采用磁电偶合的低成本方案,主要用于对EMC(电磁干扰)无特殊要求的场合。

内部集成工艺结构及新技术隔离措施使该器件能达到:辅助电源、信号输入与输出3000VDC三隔离。

并且能满足工业级宽温度、潮湿、震动环境要求。

智能化设计的新型隔离变送器系列产品内置反接、过载、抗浪涌等多种保护电路,无需外接其它元件,免零点增益调节,采用标准DIN35导轨安装方式,方便用户现场使用。

>>精度等级:0.1级、0.2级、0.5级。

单片机光耦隔离

单片机光耦隔离
单片机光耦隔离是一种常见的电路设计技术,用于在单片机系统中实现信号隔离和电气隔离。

光耦隔离通过使用光耦器件,将输入端和输出端之间的电气连接隔开,以提高系统的抗干扰能力和安全性。

以下是关于单片机光耦隔离的一些关键点:
1. 原理:光耦隔离基于光-电转换原理。

输入端的电信号通过光耦器中的发光二极管(LED)转换为光信号,光信号通过光耦器中的光敏晶体管或光敏二极管转换回电信号,传递到输出端。

2. 作用:实现电气隔离,防止高电压、大电流或噪声信号对单片机系统的干扰或损坏。

提高系统的抗干扰能力,减少电磁干扰对信号传输的影响。

保护单片机系统,避免外部电路对单片机的电气冲击。

3. 应用场景:常用于工业控制、电力系统、医疗设备等领域,需要在不同电压等级或电气环境下进行信号传输和控制的场合。

4. 选型注意事项:选择合适的光耦器件,考虑光耦的隔离电压、带宽、传输速率等参数。

注意光耦的驱动电流和光敏器件的灵敏度,以保证信号的有效传输和接收。

5. 电路设计:合理设计光耦隔离电路,包括电源隔离、信号隔离、地线处理等。

注意光耦的引脚连接和布局,减少信号干扰。

单片机光耦隔离是一种有效的电路保护和信号隔离技术,能够提高系统的可靠性和稳定性。

在实际应用中,根据具体需求进行合理的设计和选型,确保光耦隔离的有效性和可靠性。

请注意,以上内容仅为一般性介绍,具体的单片机光耦隔离设计需根据实际情况进行详细分析和考虑。

如果你有具体的项目需求,建议咨询专业的电子工程师以获取更准确的建议和指导。

光耦隔离

光耦隔离一.光耦隔离1.类型光耦的主要构件是发光器件和光敏器件,发光器件一般都是IRLED,而光接受器件有光敏二极管、光敏三极管、达林顿管、光集成电路等类型,在高频开关电源中,对光耦的响应速度要求很高,故一般采用如图1所示的响应较快的高速型,延迟时间在500nS以内。

用于模拟信号或直流信号传输时,应采用线性光耦以减小失真,而传输数字开关信号时,对其线性度的要求不太严格。

2.重要参数①隔离电容一般要求小于1PF②直流电流传输比CTR 一般为20%--300%,越接近常数则线性越好,其大小反映光耦的传输能力③输入输出间的绝缘电压Viso(典型值:1—10KV) 和绝缘电阻Riso(典型值:1011--1012Ω)④饱和压降VCES 一般小于0.4V⑤响应速度一般用tPHL和tPLH表示3.在开关电源中的应用光耦应用于开关电源的控制信号传输与隔离,最主要考虑的是其响应速度能否满足要求。

设开关频率为100KHz,则开关周期为10us, 光耦传输延迟初步限定在500ns①以内,查阅目前市场上光耦器件的技术资料,能满足这一要求的产品主要有:型号响应时间(ns)管脚及封装生产厂家电源TLP250 200 8 东芝10-35VTLP559DS tPHL:300tPLH:500 8东芝-0.5-15VFOD2200 300 飞兆半导体4.5-20VHCPL-3120 300 8 惠普15-30VHCPL-4504/6 tPHL:300tPLH:500 8 安捷伦4.5-30V6N137 60 8 +5VHCPL-260/060L tPHL:30tPLH:45 8 安捷伦3.3VPS9121/9821-1/2 <25 NEC 3.3-7V由于传输的是开关信号,故对光耦的线性特性要求并不严格,应用上述光耦器件进行隔离,可有两种方案:①采用传输延迟在200—500ns之间的器件,电路稍简单,但延迟稍长;②采用传输延迟在100ns以下的数字光耦,延迟短,但需电平转换。

光耦隔离应用电路

光耦隔离应用电路一、光耦隔离技术概述光耦隔离技术是一种利用光信号传输实现电路隔离的方法,广泛应用于各种电子设备和系统中。

光耦(Photo Coupler)是一种特殊的半导体器件,它能够实现电信号和光信号之间的相互转换。

在光耦隔离电路中,电信号通过光耦中的发光二极管转换为光信号,经过光导纤维传输到接收端的光敏三极管,再由光敏三极管转换为电信号。

由于光信号在传输过程中不受到电路中电磁干扰的影响,因此光耦隔离电路具有很好的抗干扰能力和电气隔离能力。

二、光耦隔离应用电路的种类根据不同的应用需求,光耦隔离电路有多种不同的种类。

以下是几种常见的光耦隔离应用电路:1.输入输出隔离电路:这种电路主要用于将输入信号和输出信号进行隔离,以避免两者之间的相互干扰。

例如,在计算机控制系统中,常常需要将微处理器的输出信号隔离后传输给执行机构,以避免微处理器的输出信号对执行机构产生干扰。

2.电源隔离电路:这种电路主要用于将输入电源和输出电源进行隔离,以避免两者之间的电气连接和相互干扰。

例如,在一些电子设备中,需要将输入的交流电源与内部的直流电源进行隔离,以保证设备的稳定性和安全性。

3.通讯隔离电路:这种电路主要用于将不同设备或模块之间的通讯信号进行隔离,以避免通讯信号之间的相互干扰。

例如,在一些工业控制系统中,需要将PLC与传感器或执行器之间的通讯信号进行隔离,以保证系统的稳定性和可靠性。

三、光耦隔离应用电路的设计要点设计光耦隔离应用电路时,需要考虑以下几个要点:1.电压和电流容量:根据实际应用需求,选择适当电压和电流容量的光耦器件。

确保所选器件能够承受传输信号的电压和电流值,以保证电路的正常工作和安全性。

2.传输速率:光耦器件的传输速率对于信号质量和系统性能有很大影响。

在设计时需要考虑信号的传输速率要求,选择适当传输速率的器件,以保证信号的完整性和实时性。

3.光学特性:光耦器件的光学特性包括光谱响应、光照灵敏度、正向电压等。

光耦隔离的作用及其原理

光耦隔离的作用及其原理光耦隔离是一种常用的电气隔离技术,它可以有效地隔离电路之间的电气信号,防止电路之间的干扰和噪声。

在现代电子技术中,光耦隔离被广泛应用于各种电子设备和系统中,例如电源、通信、控制系统等。

本文将介绍光耦隔离的作用及其原理,并探讨其在电子技术中的应用。

一、光耦隔离的作用电路之间的干扰和噪声是电子设备和系统中常见的问题。

这些干扰和噪声可能来自于电源、外部环境、电路布局等因素,它们会影响电路的正常运行,甚至导致电路故障。

为了解决这些问题,人们发明了光耦隔离技术,它可以将电路之间的信号隔离开来,从而防止干扰和噪声的传递。

光耦隔离的作用可以概括为以下几个方面:1. 隔离电路之间的电气信号,防止信号干扰和噪声的传递。

2. 提高电路的安全性,防止电路之间的电气冲击和电压浪涌。

3. 改善电路的性能,提高电路的稳定性和可靠性。

4. 方便电路的设计和维护,减少电路的复杂度和成本。

二、光耦隔离的原理光耦隔离是一种基于光电效应的隔离技术。

它利用了光电二极管和发光二极管之间的光电转换作用,将电气信号转换成光信号,再从光纤或光耦合器中传输到另一个电路中,最后再将光信号转换成电信号。

这样,就可以实现电路之间的隔离和信号传输。

光耦隔离的原理可以分为两个部分:光电转换和光信号传输。

1. 光电转换光电转换是将电气信号转换成光信号的过程。

这个过程是通过光电二极管和发光二极管实现的。

当电气信号作用于光电二极管时,它会激发光电二极管中的电子,使其跃迁到导带中,从而产生电流。

这个电流会驱动发光二极管发出光信号。

因此,光电二极管和发光二极管之间的电气信号就被转换成了光信号。

2. 光信号传输光信号传输是将光信号从一个电路传输到另一个电路的过程。

这个过程是通过光纤或光耦合器实现的。

当光信号进入光纤或光耦合器时,它会被传输到另一个电路中。

在另一个电路中,光信号会被光电二极管接收,并转换成电信号。

这样,信号就从一个电路传输到了另一个电路。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

标签:无标签
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T1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。

图2 光电耦合线性电路
另一种模拟量传输的解决方法,就是采用VFC(电压频率转换)方式,如图3所示。

现场变送器输出模拟量信号(假设电压信号),电压频率转换器将变送器送来的电压信号转换成脉冲序列,通过光耦隔离后送出。

在主机侧,通过一个频率电压转换电路将脉冲序列还原成模拟信号。

此时,相当于光耦隔离的是数字量,可以消除光耦非线性的影响。

这是一种有效、简单易行的模拟量传输方式。

图3 VFC方式传送信号
当然,也可以选择线性光耦进行设计,如精密线性光耦TIL300,高速线性光耦6N135/6N136。

线性光耦一般价格比普通光耦高,但是使用方便,设计简单;随着器件价格的下降,使用线性光耦将是趋势。

2 提高光电耦合器的传输速度
当采用光耦隔离数字信号进行控制系统设计时,光电耦合器的传输特性,即传输速度,往往成为系统最大数据传输速率的决定因素。

在许多总线式结构的工业测控系统中,为了防止各模块之间的相互干扰,同时不降低通讯波特率,我们不得不采用高速光耦来实现模块之间的相互隔离。

常用的高速光耦有6N135/6N136,6N137/6N138。

但是,高速光耦价格比较高,导致设计成本提高。

这里介绍两种方法来提高普通光耦的开关速度。

由于光耦自身存在的分布电容,对传输速度造成影响,光敏三极管内部存在着分布电容Cbe和Cce,如图4所示。

由于光耦的电流传输比较低,其集电极负载电阻不能太小,否则输出电压的摆幅就受到了限制。

但是,负载电阻又不宜过大,负载电阻RL越大,由于分布电容的存在,光电耦合器的频率特性就越差,传输延时也越长。

图4 光敏三极管内部分布电容
用2只光电耦合器T1,T2接成互补推挽式电路,可以提高光耦的开关速度,如图5所示。

当脉冲上升为“1”电平时,T1截止,T2导通。

相反,当脉冲为“0”电平时,T1导通,T2截止。

这种互补推挽式电路的频率特性大大优于单个光电耦合器的频率特性。

图5 2只光电耦合器构成的推挽式电路
此外,在光敏三极管的光敏基极上增加正反馈电路,这样可以大大提高光电耦合器的开关速度。

如图6所示电路,通过增加一个晶体管,四个电阻和一个电容,实验证明,这个电路可以将光耦的最大数据传输速率提高10倍左右。

图6 通过增加光敏基极正反馈来提高光耦的开关速度
3 光耦的功率接口设计
微机测控系统中,经常要用到功率接口电路,以便于驱动各种类型的负载,如直流伺服电机、步进电机、各种电磁阀等。

这种接口电路一般具有带负载能力强、输出电流大、工作电压高的特点。

工程实践表明,提高功率接口的抗干扰能力,是保证工业自动化装置正常运行的关键。

就抗干扰设计而言,很多场合下,我们既能采用光电耦合器隔离驱动,也能采用继电器隔离驱动。

一般情况下,对于那些响应速度要求不很高的启停操作,我们采用继电器隔离来设计功率接口;对于响应时间要求很快的控制系统,我们采用光电耦合器进行功率接口电路设计。

这是因为继电器的响应延迟时间需几十ms,而光电耦合器的延迟时间通常都在10us之内,同时采用新型、集成度高、使用方便的光电耦合器进行功率驱动接口电路设计,可以达到简化电路设计,降低散热的目的。

图7是采用光电耦合器隔离驱动直流负载的典型电路。

因为普通光电耦合器的电流传输比CRT非常小,所以一般要用三极管对输出电流进行放大,也可以直接采用达林顿型光电耦合器(见图8)来代替普通光耦T1。

例如东芝公司的
4N30。

对于输出功率要求更高的场合,可以选用达林顿晶体管来替代普通三极管,例如ULN2800高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,它的输出电流和输出电压分别达到500mA和50V。

图7 光电隔离,加三极管放大驱动
图8 达林顿型光电耦合器
对于交流负载,可以采用光电可控硅驱动器进行隔离驱动设计,例如
TLP541G,4N39。

光电可控硅驱动器,特点是耐压高,驱动电流不大,当交流负载电流较小时,可以直接用它来驱动,如图9所示。

当负载电流较大时,可以外接功率双向可控硅,如图10所示。

其中,R1为限流电阻,用于限制光电可控硅的电流;R2为耦合电阻,其上的分压用于触发功率双向可控硅。

图9 小功率交流负载
图10 大功率交流负载
当需要对输出功率进行控制时,可以采用光电双向可控硅驱动器,例如MOC3010。

图11为交流可控驱动电路,来自微机的控制信号经过光电双向可控硅驱动器T1隔离,控制双向可控硅T2的导通,实现交流负载的功率控制。

图11 交流可控电路
图12为交流电源输出直流可控电路。

来自微机的控制信号经过光电双向可控硅驱动器隔离,控制可控硅桥式整流电路导通,实现交流一直流的功率控制。

此电路已经应用在我们实验室研制的新型电机控制设备中,效果良好。

图12 交-直流可控
4 结束语
本文从光电耦合器的基本结构、性能特点出发,针对实际应用中可能遇到的非线性、响应速度、功率接口设计三个方面,提出了相应的几种电路设计方案,并介绍了各种不同类型的光电耦合器及其应用实例。

(注:素材和资料部分来自网络,供参考。

请预览后才下载,期待你的好评与关注!)。

相关文档
最新文档