光電耦合器簡介
光電耦合器(optical coupler,英文縮寫為OC)亦稱光電隔離器,簡稱光耦。光電耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用,所以,它在各種電路中得到廣泛的應用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成:光的發(fā)射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅(qū)動發(fā)光二極管(LED),使之發(fā)出一定波長的光,被光探測器接收而產(chǎn)生光電流,再經(jīng)過進一步放大后輸出。這就完成了電—光—電的轉(zhuǎn)換,從而起到輸入、輸出、隔離的作用。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。
光電耦合器是一種把發(fā)光器件和光敏器件封裝在同一殼體內(nèi), 中間通過電→光→電的轉(zhuǎn)換來傳輸電信號的半導體光電子器件。其中,發(fā)光器件一般都是發(fā)光二極管。 而光敏器件的種類較多,除光電二極管外,還有光敏三極管、光敏電阻、光電晶閘管等。 光電耦合器可根據(jù)不同要求, 由不同種類的發(fā)光器件和光敏器件組合成許多系列的光電耦合器。
光電耦合器特點
①光信號單向傳輸 ,輸出信號對輸入端無反饋,可有效阻斷電路或系統(tǒng)之間的電聯(lián)系,但并不切斷他們之間的信號傳遞。
②隔離性能好,輸入端與輸出端之間完全實現(xiàn)了電隔離。
③光信號不受電磁波干擾,工作穩(wěn)定可靠。
④光發(fā)射器件與光敏器件的光譜匹配十分理想,響應速度快,傳輸效率高,光電耦合器件的時間常數(shù)通常在微秒甚至毫微秒級。
⑤抗共模干擾能力強,能很好地抑制干擾并消除噪音。
⑥無觸點,使用壽命長,體積小,耐沖擊能力強。
⑦易與邏輯電路連接。⑧工作溫度范圍寬,符合工業(yè)和軍用溫度標準。
光電耦合器工作原理
在發(fā)光源部分,用直流、交流或脈沖電源驅(qū)動,發(fā)光二極管外加正向電壓條件下,便會將電能轉(zhuǎn)換為光能從而發(fā)生發(fā)光現(xiàn)象;在信號放大部分,半導體光電子器件將信號放大以用于受光器;在受光器部分,光敏器件利用PN結(jié)施加反向電壓,光照下反向電阻由大變小的原理來進行光能到電能的轉(zhuǎn)換,出現(xiàn)光滅現(xiàn)象。因此,經(jīng)過發(fā)光源、信號放大、受光器三部分后,光電耦合器完成電光電的轉(zhuǎn)換。
光電耦合器應用領(lǐng)域
(1) 在邏輯電路上的應用
光電耦合器可以構(gòu)成各種邏輯電路,由于光電耦合器的抗干擾性能和隔離性能比晶體管好,因此,由它構(gòu)成的邏輯電路更可靠。
(2) 作為固體開關(guān)應用 在開關(guān)電路中,往往要求控制電路和開關(guān)之間要有很好的電隔離,對于一般的電子開關(guān)來說是很難做到的,但用光電耦合器卻很容易實現(xiàn)。
(3) 在觸發(fā)電路上的應用
將光電耦合器用于雙穩(wěn)態(tài)輸出電路,由于可以把發(fā)光二極管分別串入兩管發(fā)射極回路,可有效地解決輸出與負載隔離地問題。
(4) 在脈沖放大電路中的應用
光電耦合器應用于數(shù)字電路,可以將脈沖信號進行放大。
(5) 在線性電路上的應用
線性光電耦合器應用于線性電路中,具有較高地線性度以及優(yōu)良地電隔離性能。
(6) 特殊場合的應用
光電耦合器還可應用于高壓控制,取代變壓器,代替觸點繼電器以及用于A/D電路等多種場合。