光耦原理
導讀:光耦,全稱為光電耦合器,就是實現光和電轉換的元器件,它具有體積小、使用壽命長、工作溫度范圍寬、抗干擾性能強等優點,但是它如何做到這些的呢?下面我來為大家介紹一下光電耦合器的原理吧~~~~
1.光耦原理—簡介
光電耦合器(opticalcoupler,英文縮寫為OC) ,亦稱光電隔離器或光耦合器,簡稱光耦。它是以光為媒介把輸入端信號耦合到輸出端,來傳輸電信號的器件,通常把發光器與受光器封裝在同一管殼內,將它們的光路耦合在一起,當輸入端加電信號時發光器發出光線,受光器接受光線之后就產生光電流,從輸出端流出,從而實現了 “電—光—電”轉換。由于它具有體積小、壽命長、無觸點,抗干擾能力強,輸出和輸入之間絕緣,單向傳輸信號,傳輸信號的頻率高等優點,在電路上獲得了廣泛的應用。
2.光耦原理—結構特點
光耦合器一般由三部分組成:光的發射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅動發光二極管,使之發出一定波長的光,被光探測器接收而產生光電流,再經過進一步放大后輸出。這就完成了電—光—電的轉換,從而起到輸入、輸出、隔離的作用。
光電耦合的主要特點如下:
1)輸入和輸出端之間絕緣,其絕緣電阻一般都大于10000MΩ,耐壓一般可超過1kV,有的甚至可以達到10kV以上。
2)由于光接收器只能接受光源的信息,反之不能,所以信號從光源單向傳輸到光接收器時不會出現反饋現象,其輸出信號也不會影響輸入端。
3)由于光耦合器輸入輸出間互相隔離,電信號傳輸具有單向性等特點,因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。
4)容易和邏輯電路配合。
5)響應速度快。光電耦合器件的時間常數通常在毫秒甚至微秒級。
6)無觸點、壽命長、體積小、耐沖擊。
3光耦原理
光耦有晶體管、達林頓、可控硅、磁效應管等多種輸出形式。光電耦合器在傳輸信號的原理上與隔離變壓器相同,但隔離變壓器是依靠磁場的變化將信號或能量傳遞到副邊,通常只能傳遞一定頻率的交變信號;而光耦器件則是利用光路完成信息的傳遞,只要原邊的發光二極管上有一定強度的電流流過(交流或直流),就能通過光路將信息傳遞到副邊的光敏二極管/三極管,實現信號的隔離性傳遞,傳遞的信號可以是交流信號,也可以是直流信號。
下面以六腳光耦TLP641J為例,說明其原理。
如圖所示,一個光控晶閘管耦合一個砷化鎵紅外發光二極管組成。左邊1和2腳是發光二極管,當外加電壓后,驅動發光二極管,使之發出一定波長的光,以此來觸發光晶閘管。光控晶閘管的特點是門極區集成了一個光電二極管,觸發信號源與主回絕緣,它的關鍵是觸發靈敏度要高。光控晶閘管控制極的觸發電流由器件中光生載流子提。光控晶閘管陽極和陰極間加正壓,門極區若用一定波長的光照射,則光控晶閘管由斷態轉入通態。
當1和2腳加上5V以上電源后,就能使發光管發光,驅動光控晶閘管進入導通,此時5和4腳構成一個電阻,阻值大約為10K。當1和2不加電壓時,則4和5可以看成一個無窮大的電阻。
為提高光控晶閘管觸發靈敏度,門極區常采用放大門極結構或雙重放大門極結構。為滿足高的重加電壓上升率,常采用陰極發射極短路結構。小功率光控晶閘管常應用于電隔離,為較大的晶閘管提供控制極觸發,也可用于繼電器、自動控制等方面。大功率光控晶閘管主要用于高壓直流輸電。
光耦原理已經介紹完了,下面為童鞋們提供幾篇光電耦合器的相關文章,有興趣的快來看一下吧~~~~~
1.光耦原理
2.光耦電路圖
3.光電耦合器的應用與使用注意事項
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