光电耦合器工作原理详细解说
光电耦合器

光电耦合器光电耦合器亦称光耦合器(Optical Coupler)。
它是以光为媒介,用来传输电信号的器件,内部包括发光器和受光器两部分。
通常是把发光器(可见光LED或红外线LED)与受光器(光电半导体管)封装在同一管壳内。
当输入端加上电信号时,发光器发出光线,受光器接受照之后就产生光电流,从输出端引出,从而实现了“光-电-光”的转换。
下面分别介绍光电耦合器的工作原理及检测方法。
1.工作原理光电耦合器有管式、双列直插式和光导纤维式等封培育形式。
图1是内部结构示意图。
光电耦合器的种类达数十种,主要有通用型(又分无基极引线和基极引线两种)、达林顿型、施密特型、高速型、光集成电路、光纤维、光敏晶闸管型(又分单向晶闸管、双向晶闸管)、光敏场效应管型。
此外还有双通道式(内部有两套对管)、高增益型、交-直流输入型等等。
表1和表2分别列出光电耦合器的分类及典型产品主要参数。
国外生产厂家有英国ISOCOM公司等,国内厂家的苏州半导体总厂等。
光电耦合器的主要优点是:信号单向传输,输入端与输出端隔离,输出信号对输入端无影响,抗干扰能力强,工作稳定,无触点,使用寿命长。
光电耦合器是70年代发展起来产新型器件,现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、脉冲放大电路、数字仪表、微型计算机中。
利用它还可构成固态继电器(SSR)等。
光电耦合器的参数较多。
最重要的参数是电流放大系数传输比CTR (Curremt-Trrasfer Ratio)。
当接收管的电流放大系数h FE为常数时,它等于输出电流I C之比,通常用百分数来表示。
有公式CTR=I C/ I F×100%采用一只接收管的光电耦合器,CTR为20%~30%;达林顿型可达100%~500%。
这表明,欲获得同样的输出电流,达林顿型只需要较小的输入电流。
图3绘出了典型产品的CTR-I F特性。
2.利用万用表检测光电耦合器的方法鉴于光电耦合器中的发射管与接收管是互相独立的因此可以单独检测这两部分。
光电耦合器moc3083

光电耦合器moc3083光电耦合器编辑本词条由“科普中国”百科科学词条编写与应用工作项目审核。
光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。
它由发光源和受光器两部分组成。
把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内,彼此间用透明绝缘体隔离。
发光源的引脚为输入端,受光器的引脚为输出端,常见的发光源为发光二极管,受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。
中文名光电耦合器外文名optical coupler英文缩写OC目录.1基本资料.▪简介.2工作原理.▪基本原理.▪基本工作特性(光敏三极管).3结构特点.4仪器测试.5应用.▪开关电路.6具体应用.▪组成开关电路.▪组成逻辑电路.▪隔离耦合电路.▪高压稳压电路.▪门厅照明灯自动控制电路.7分类.▪按光路径分.▪按输出形式分.▪按封装形式分.▪按传输信号分.▪按速度分.▪按通道分.▪按隔离特性分.▪按工作电压分.8选取原则.9发展现状注意事项.10发展现状.11应用前景基本资料编辑简介光电耦合器(optical coupler,英文缩写为OC)亦称光电隔离器,简称光耦。
光电耦合器以光为媒介传输电信号。
它对输入、输出电信号有良好的隔离作用,所以,它在各种电路中得到广泛的应用。
目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。
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。
光电耦合器是一种把发光器件和光敏器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。
其中,发光器件一般都是发光二极管。
而光敏器件的种类较多,除光电二极管外,还有光敏三极管、光敏电阻、光电晶闸管等。
光电耦合器的结构

光电耦合器的结构一、光电耦合器的基本介绍你知道吗,光电耦合器其实就是一个非常聪明的小家伙,像个“电子快递员”,在电路中负责传递信息,巧妙地隔离不同部分,避免了电气干扰。
这小家伙的外形看上去其实挺简单的,像是一个小小的黑色盒子。
可别小看它,光电耦合器的作用可是非常大的,它就像是“隔离墙”,把两边的电路完全分开,保护重要设备不受电流干扰。
在日常生活中,光电耦合器广泛应用于各种设备当中,比如计算机、电视、音响这些电子产品里,它的身影几乎无处不在。
它的主要任务就是传递信号,做到电流传递的又能巧妙地隔绝电流的直接影响,好像“信号传递员”和“电流屏障”的双重身份,想想就觉得很神奇。
二、光电耦合器的结构组成再说回它的结构,咱们得先了解一下光电耦合器是怎么构成的。
最简单的光电耦合器,里面就有一个光源和一个光接收器。
别小看它的这些简单组件,它们的配合可是十分有趣。
光源通常是一颗小小的LED灯泡,别看它不起眼,它可是肩负着信号发射的重要任务。
这个LED灯泡发出光信号,然后再通过一个光接收器,把这些信号传递过去。
这就好比你在黑夜里打电话给朋友,LED就像电话的“信号塔”,把信息从一个地方发出去。
而另一边的光接收器,就像是接电话的那个人,准确地收到这些光信号,并把它们转换成电信号,继续传递下去。
是不是觉得很酷?就这么简单,一发一收,信号就成功传递了。
但是,光电耦合器并不是这么单纯的哦。
要知道,有的光电耦合器还会有一些额外的功能,比如它们可能会有多个通道,这样就能传输更多的信号。
这就像你去快递公司寄包裹,普通的快递公司可能只能寄一个包裹,而那些高端的、容量大的快递公司则可以一口气寄好多包裹。
每个通道都可以独立工作,互不干扰,这就增加了它的工作效率。
所以,光电耦合器不仅是个“信号传递员”,还是个多功能的“工作达人”,各种通道齐上阵,保证电路之间的信号交换通畅无阻。
三、光电耦合器的工作原理说到这里,大家肯定会好奇,光电耦合器是怎么工作的呢?其实它的工作原理一点也不复杂。
简述光电耦合器的光电隔离原理

简述光电耦合器的光电隔离原理
光电耦合器是一种特殊的耦合器件,它可以将电能和光能在电路中进行转换。
因此,它广泛地应用于各种电子设备中。
但是,当开关电源通过它时,由于电源开关的冲击,使电路的稳定性受到了一定的影响。
为了避免这种情况发生,光电耦合器应运而生。
光电耦合器的隔离原理
光电耦合器是利用光作为能量载体将光信号转换成电信号,实现能量传递的器件。
它是一种利用光电效应实现能量耦合与转换的器件。
其结构主要包括光敏元件、光导纤维、放大器和隔离电路等部分。
当发光二极管发出的光线穿过光敏元件时,由于其内部存在电场,会使光敏元件产生光电流。
光电耦合器中有一个光敏器件与一个发光二极管相连,当光线照射到它时,会使它发光。
光电流经过放大器放大后再传递给被隔离的电路中的负载电容和输出端电容,从而完成能量转换和传输。
光电耦合器在电路中起到了信号隔离和信息传递的作用,但是在应用时也存在着一定的问题。
其中比较常见的问题是输入和输出信号间存在干扰,使得信号失真甚至不能正常工作。
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光电耦合器构成或非门原理

光电耦合器构成或非门原理光电耦合器,这个名字听起来就像是个高大上的科技玩意儿,但其实它就像是个小小的桥梁,把不同的电路连接起来,让它们能够心灵相通。
想象一下,一个热爱打篮球的孩子,突然发现旁边有个乒乓球场,他兴奋地跑去玩,没想到却发现自己在篮球场上也能带来意想不到的乐趣。
这就是光电耦合器的魅力,它把两个看似不相关的电路通过光信号连接在一起,真是妙不可言。
说到光电耦合器,得提到里面的“光”。
光在这里可不是随便的光,它是由发光二极管(LED)发出的光,像个小太阳,照亮了前路。
这个小太阳的光会照射到一个光敏元件,比如光电晶体管。
当光照射到它的时候,就像是给它打了鸡血,瞬间活力四射,开始工作。
这里面就有趣了,LED和光电晶体管就像是两个舞者,随着光的节拍,翩翩起舞。
一个发光,一个感应,形成了完美的配合。
嘿,谁说电子元件不能有默契呢?再说说非门,光电耦合器可不止是连接电路的桥梁,它还能做些逻辑运算。
你想啊,非门就像一个调皮的孩子,总是喜欢反着来。
输入什么,它就给你来个反向。
比如说,你给它输入“1”,它马上就给你“0”;你给它“0”,它又变成“1”。
就像是一个搞笑的变脸大师,时时刻刻让你捧腹大笑。
光电耦合器里的光敏元件正是这位变脸大师。
光一来,它就开始反应,哇,这样一来,整个电路的工作状态就变得活灵活现。
想象一下,如果你在某个场合,比如派对上,有个人拿着麦克风在讲笑话,结果大家都笑得前仰后合。
这个时候,光电耦合器就像是那个讲笑话的人,把信号从一个地方传递到另一个地方,让更多的人听到笑声。
电路也一样,当光电耦合器把信号从一个电路传递到另一个电路时,仿佛是在分享快乐的笑声,让整个系统运作得更顺畅。
再聊聊它的优点吧。
光电耦合器最大的好处就是隔离,嘿,这可不是让人分开,而是让不同电路之间不互相干扰。
想象一下,如果有两个朋友在吵架,一个在说:“我真不喜欢你的狗!”另一个则回:“我才不在乎!”这时候,光电耦合器就像个和事佬,轻轻一推,哦,别吵了,咱们来聊聊其他的事情。
光电耦合继电器工作原理

光电耦合继电器工作原理1. 光电耦合继电器的基本概念光电耦合继电器,听起来像是个高大上的玩意儿,但其实就是一种能通过光信号来控制电路的装置。
它的出现,让我们在电气控制领域又迈进了一大步。
简单说,这就像是给传统的电器加上了一双“眼睛”,它通过光来感知和控制,真是酷毙了。
咱们就从它的基本结构说起吧,接着再聊聊它是怎么工作的。
1.1 结构组成光电耦合继电器主要由光源、光电探测器和控制电路组成。
光源一般是LED灯,发出光信号;而光电探测器则是接收光信号的,它能把光信号转变为电信号,简单明了,像是“听话的孩子”。
控制电路就像是指挥官,接到信号后,立刻进行处理,发出指令,控制负载设备的开关。
整套下来,像极了一场精心安排的舞台剧,每个角色都在默契地配合。
1.2 工作原理好啦,咱们进入正题,光电耦合继电器到底是怎么工作的呢?首先,当光源发出光线时,这光线就像个小信使,飞速地到达光电探测器。
这时候,探测器就像是接到情报的间谍,迅速把光信号转化成电信号。
如果一切正常,控制电路就会收到这个电信号,立马作出反应。
就这样,光信号一发,电流立马到位,设备开关自如,简单吧?2. 光电耦合继电器的优势光电耦合继电器有很多好处,咱们来一一列举。
首先,它的隔离性能特别好。
你想啊,电流和光信号之间隔着一层光的屏障,这就像是在进行一场安全的恋爱,彼此不干扰,又能互相欣赏。
这样就大大降低了电路之间的干扰,保证了设备的安全运行。
简直就是给设备穿上了一件保护衣!2.1 抗干扰能力强再说说它的抗干扰能力。
由于光信号不会受到电磁干扰的影响,所以在一些电磁环境复杂的地方,光电耦合继电器依然能够稳稳当当地工作。
这就像在喧闹的市场里,依然能听到自己爱人的声音,心里踏实得很。
2.2 反应速度快而且,光电耦合继电器的反应速度也很快!由于光的传播速度很快,信号传递几乎是瞬间的,设备能在短时间内做出响应。
这就像一场飞速的接力赛,队员们传球毫不犹豫,最后完成完美的进攻。
光电耦合器的作用和工作原理
光电耦合器的作用和工作原理光电耦合器用于数模之间的转换。
光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。
它由发光源和受光器两部分组成。
把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内,彼此间用透亮绝缘体隔离。
发光源的引脚为输入端,受光器的引脚为输出端,常见的发光源为发光二极管,受光器为光敏二极管、光敏三极管其工作原理时: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,此光照耀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,这样就可以实现电一光一电的转换。
光耦合器的主要优点是:信号单向传输,输入端与输出端完全实现了电气隔离,输出信号对输入端无影响,抗干扰力量强,工作稳定,无触点,使用寿命长,传输效率高。
光耦合器是70年月进展起来产新型器件,现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。
在单片开关电源中,利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路,通过调整掌握端电流来转变占空比,达到精密稳压目的。
在光耦电路设计中,有两个参数经常被人忽视,需要非常留意,一个是反向电压Vr(Reverse Voltage ),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,要特殊留意不要超过反向电压。
如,在使用沟通脉冲驱动LED时,需要增加爱护电路。
另外一个参数是光耦的电流传输比(current transfer ratio,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,这几个参数共同打算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。
光电耦合器
光电耦合器光电耦合器光耦光耦的定义耦合器(optical coupler,英文缩写为OC)亦称光电隔离器,简称光耦,是开关电源电路中常用的器件。
光耦的工作原理耦合器以光为媒介传输电信号。
它对输入、输出电信号有良好的隔离作用,所以,它在各种电路中得到广泛的应用。
目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。
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。
所以,它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。
在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件,可以大大增加计算机工作的可靠性。
光耦的优点光耦合器的主要优点是:信号单向传输,输入端与输出端完全实现了电气隔离,输出信号对输入端无影响,抗干扰能力强,工作稳定,无触点,使用寿命长,传输效率高。
光耦合器是70年代发展起来产新型器件,现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。
在单片开关电源中,利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路,通过调节控制端电流来改变占空比,达到精密稳压目的。
光耦的种类光电耦合器分为两种:一种为非线性光耦,另一种为线性光耦。
非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的,这类光耦适合于开关信号的传输,不适合于传输模拟量。
常用的4N系列光耦属于非线性光耦。
线性光耦的电流传输特性曲线接近直线,并且小信号时性能较好,能以线性特性进行隔离控制。
光电耦合器的管脚图及工作原理
光电耦合器的管脚图及工作原理光电耦合器的作用及工作原理光电偶合器件(简称光耦)是把发光器件(如发光二极体)和光敏器件(如光敏三极管)组装在一起,通过光线实现耦合构成电—光和光—电的转换器件。
光电耦合器分为很多种类,图1所示为常用的三极管型光电耦合器原理图。
当电信号送入光电耦合器的输入端时,发光二极体通过电流而发光,光敏元件受到光照后产生电流,CE导通;当输入端无信号,发光二极体不亮,光敏三极管截止,CE不通。
对于数位量,当输入为低电平“0”时,光敏三极管截止,输出为高电平“1”;当输入为高电平“1”时,光敏三极管饱和导通,输出为低电平“0”。
若基极有引出线则可满足温度补偿、检测调制要求。
这种光耦合器性能较好,价格便宜,因而应用广泛。
图一最常用的光电耦合器之内部结构图三极管接收型4脚封装图二光电耦合器之内部结构图三极管接收型6脚封装图三光电耦合器之内部结构图双发光二极管输入三极管接收型4脚封装图四光电耦合器之内部结构图可控硅接收型6脚封装图五光电耦合器之内部结构图双二极管接收型6脚封装光电耦合器之所以在传输信号的同时能有效地抑制尖脉冲和各种杂讯干扰,使通道上的信号杂讯比大为提高,主要有以下几方面的原因:(1)光电耦合器的输入阻抗很小,只有几百欧姆,而干扰源的阻抗较大,通常为105~106Ω。
据分压原理可知,即使干扰电压的幅度较大,但馈送到光电耦合器输入端的杂讯电压会很小,只能形成很微弱的电流,由于没有足够的能量而不能使二极体发光,从而被抑制掉了。
(2)光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联系,也没有共地;之间的分布电容极小,而绝缘电阻又很大,因此回路一边的各种干扰杂讯都很难通过光电耦合器馈送到另一边去,避免了共阻抗耦合的干扰信号的产生。
(3)光电耦合器可起到很好的安全保障作用,即使当外部设备出现故障,甚至输入信号线短接时,也不会损坏仪表。
因为光耦合器件的输入回路和输出回路之间可以承受几千伏的高压。
光耦合器的作用及工作原理
光耦合器:解密其作用与工作原理光耦合器是一种将光信号与电信号相互转换的装置,应用于光电耦合、隔离、调制、放大等方面。
其工作原理基于半导体材料的光电效应和光波导的传输特性。
下面详细介绍光耦合器的作用与工作原理。
一、光耦合器的作用1. 光电隔离:光耦合器使用光电隔离技术,将输入和输出之间的电隔离,避免环路干扰和电气干扰,提高系统的稳定性和可靠性。
2. 光电转换:光耦合器采用半导体材料的光电效应,将光信号转换成电信号或将电信号转换成光信号,从而实现信号的传输和处理。
3. 光电调制:光耦合器通过改变光信号的强度,使其对应的电信号变化,实现光电调制,如光通信中的调制解调和光纤陀螺仪中的励磁电流的调制。
4. 光电放大:光耦合器通过光电转换和电放大,实现光信号的放大,提高光信号的灵敏度和增益。
二、光耦合器的工作原理光耦合器是由发光二极管(LED)和光敏转换器(OPT)两部分组成的,其工作原理基于半导体材料的光电效应和光波导的传输特性。
1. 半导体材料的光电效应发光二极管(LED)和光敏转换器(OPT)都是由半导体材料制成的,当通过LED的正向电流时,半导体中能带发生变化,使空穴和电子在P 区和N区结合时释放出光子。
OPT的半导体材料具有光致电流效应,当光照射在其表面时,将会带动电子从内部转移到外部。
2. 光波导的传输特性光波通过光纤传输时,会被光耦合器接收并通过光波导进行传输,光波导是一种采用光纤附加介质,利用全反射原理将光信号沿着光管轴线进行传输的器件。
通过控制光波的传输速度、强度和频谱等特性,实现对光信号的调制、放大和传输。
3. 具体工作原理LED发出的光经过透镜进入光波导,再通过光波导到达OPT表面,当光照射射到OPT表面时,会带动电子从内部转移到外部,产生光致电流,最终输入电路会将光信号转化为电信号输出。
反之,当输入电路输送电流给OPT时,产生光致电流驱动光波的传输,最终输出光信号。
三、光耦合器的应用光耦合器被广泛应用在光电通信、工业自动化、医疗领域、传感器等领域,如光电隔离、光纤陀螺仪、光通信、光电数字显示、光电隧道效应传感、波形发生、隔离开关等。
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光电耦合器工作原理详细讲解
光电耦合器件简介光电偶合器件〔简称光耦〕是把发光器件〔如发光二极体〕和光敏器件〔如光敏三极管〕组装在一起,通过光线实现耦合构成电—光和光—电的转换器件。
光电耦合器分为很多种类,图1所示为常用的三极管型光电耦合器原理图。
当电信号送入光电耦合器的输入端时,发光二极体通过电流而发光,光敏元件受到光照后产生电流,CE导通;当输入端无信号,发光二极体不亮,光敏三极管截止,CE不通。
对于数位量,当输入为低电平"0〞时,光敏三极管截止,输出为高电平"1〞;当输入为高电平"1〞时,光敏三极管饱和导通,输出为低电平" 0〞。
假设基极有引出线则可满足温度补偿、检测调制要求。
这种光耦合器性能较好,价格廉价,因而应用广泛。
图一最常用的光电耦合器之内部构造图三极管接收型 4脚封装
图二光电耦合器之内部构造图三极管接收型 6脚封装
图三光电耦合器之内部构造图双发光二极管输入三极管接收型 4脚封装
图四光电耦合器之内部构造图可控硅接收型 6脚封装
图五光电耦合器之内部构造图双二极管接收型 6脚封装
光电耦合器之所以在传输信号的同时能有效地抑制尖脉冲和各种杂讯干扰,使通道上的信号杂讯比大为提高,主要有以下几方面的原因:〔1〕光电耦合器的输入阻抗很小,只有几百欧姆,而干扰源的阻抗较大,通常为105~106Ω。
据分压原理可知,即使干扰电压的幅度较大,但馈送到光电耦合器输入端的杂讯电压会很小,只能形成很微弱的电流,由于没有足够的能量而不能使二极体发光,从而被抑制掉了。
〔2〕光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联系,也没有共地;之间的分布电容极小,而绝缘电阻又很大,因此回路一边的各种干扰杂讯都很难通过光电耦合器馈送到另一边去,防止了共阻抗耦合的干扰信号的产生。
〔3〕光电耦合器可起到很好的平安保障作用,即使当外部设备出现故障,甚至输入信号线短接时,也不会损坏仪表。
因为光耦合器件的输入回路和输出回路之间可以承受几千伏的高压。
〔4〕光电耦合器的回应速度极快,其回应延迟时间只有10μs左右,适于对回应速度要求很高的场合。
光电隔离技术的应用
微机介面电路中的光电隔离微机有多个输入埠,接收来自远处现场设备传来的状态信号,微机对这些信号处理后,输出各种控制信号去执行相应的操作。
在现场环境较恶劣时,会存在较大的杂讯干扰,假设这些干扰随输入信号一起进入微机系统,会使控制准确性降低,产生误动作。
因而,可在微机的输入和输出端,用光耦作介面,对信号及杂讯进展隔离。
典型的光电耦合电路如图6所示。
该电路主要应用在"A/D转换器〞的数位信号输出,及由CPU发出的对前向通道的控制信号与类比电路的介面处,从而实现在不同系统间信号通路相联的同时,在电气通路上相互隔离,并在此根底上实现将类比电路和数位电路相互隔离,起到抑制穿插串扰的作用。
图六光电耦合器接线原理对于线性类比电路通道,要求光电耦合器必须具有能够进展线性变换和传输的特性,或选择对管,采用互补电路以提高线性度,或用V/F变换后再用数位光耦进展隔离。
功率驱动电路中的光电隔离在微机控制系统中,大量应用的是开关量的控制,这些开关量一般经过微机的I/O输出,而I /O的驱动能力有限,一般缺乏以驱动一些点磁执行器件,需加接驱动介面电路,为防止微机受到干扰,须采取隔离措施。
如可控硅所在的主电路一般是交流强电回路,电压较高,电流较大,不易与微机直接相连,可应用光耦合器将微机控制信号与可控硅触发电路进展隔离。
电路实例如图7所示。
图七双向可控硅〔晶闸管〕在马达控制电路中,也可采用光耦来把控制电路和马达高压电路隔离开。
马达靠MOSFET或IGBT功率管提供驱动电流,功率管的开关控制信号和大功率管之间需隔离放大级。
在光耦隔离级—放大器级—大功率管的连接形式中,要求光耦具有高输出电压、高速和高共模抑制。
远距离的隔离传送在电脑应用系统中,由于测控系统与被测和被控设备之间不可防止地要进展长线传输,信号在传输过程中很易受到干扰,导致传输信号发生畸变或失真;另外,在通过较长电缆连接的相距较远的设备之间,常因设备间的地线电位差,导致地环路电流,对电路形成差模干扰电压。
为确保长线传输的可靠性,可采用光电耦合隔离措施,将2个电路的电气连接隔开,切断可能形成的环路,使他们相互独立,提高电路系
统的抗干扰性能。
假设传输线较长,现场干扰严重,可通过两级光电耦合器将长线完全"浮置〞起来,如图8所示。
图八传输长线的光耦浮置处理
长线的"浮置〞去掉了长线两端间的公共地线,不但有效消除了各电路的电流经公共地线时所产生杂讯电压形成相互窜扰,而且也有效地解决了长线驱动和阻抗匹配问题;同时,受控设备短路时,还能保护系统不受损害。
过零检测电路中的光电隔离零穿插,即过零检测,指交流电压过零点被自动检测进而产生驱动信号,使电子开关在此时刻开场开通。
现代的零穿插技术已与光电耦合技术相结合。
图9为一种单片机数控
交流调压器中可使用的过零检测电路。
图九过零检测
220V交流电压经电阻R1限流后直接加到2个反向并联的光电耦合器GD1,GD2的输入端。
在交流电源的正负半周,GD1和GD2分别导通,U0输出低电平,在交流电源正弦波过零的瞬间,GD1和GD2均不导通,U0输出高电平。
该脉冲信号经反闸整形后作为单片机的中断请求信号和可控矽的过零同步信号。
考前须知〔1〕在光电耦合器的输入局部和输出局部必须分别采用独立的电源,假设两端共用一个电源,则光电耦合器的隔离作用将失去意义。
〔2〕当用光电耦合器来隔离输入输出通道时,必须对所有的信号〔包括数位量信号、控制量信号、状态信号〕全部隔离,使得被隔离的两边没有任何电气上的联系,否则这种隔离是没有意义的。