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光电耦合器工作原理

作者: 发布时间:2019/1/3 来源:光耦网 浏览量:177 相关关键词: 光耦 光电耦合器 工作原理
一、光电耦简介
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、光的接收和信号放大。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。随着光电耦合器的使用时间增加和传输比即增益的下降,为了防止控制失灵,给Q2提供充足的驱动电流裕量是很有必要的。
光电耦合器的种类较多,常见有光电二极管型、光电三极管型、光敏电阻型、光控晶阐型、光电有案可达林型、集成电路型等。(外形有金属圆壳封装,塑封双列直插等)

二、工作原理:
       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,此光照射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,这样就实现了电一光一电的转换。

三、工作特性

1、共模抑制比很高
在光电耦合器内部,由于发光管和受光器之间的耦合电容很小(2pF以内)所以共模输入电压通过极间耦合电容对输出电流的影响很小,因而共模抑制比很高。
2、输出特性
光电耦合器的输出特性是指在一定的发光电流IF下,光敏管所加偏置电压VCE与输出电流IC之间的关系,当IF=0时,发光二极管不发光,此时的光敏晶体管集电极输出电流称为暗电流,一般很小。当IF>0时,在一定的IF作用下,所对应的IC基本上与VCE无关。IC与IF之间的变化成线性关系,用半导体管特性图示仪测出的光电耦合器的输出特性与普通晶体三极管输出特性相似。其测试连线如图2,图中D、C、E三根线分别对应B、C、E极,接在仪器插座上。
3、隔离特性
1.入出间隔离电压Vio(Isolation Voltage)
光耦合器输入端和输出端之间绝缘耐压值。
2.入出间隔离电容Cio(Isolation Capacitance):
光耦合器件输入端和输出端之间的电容值
3.入出间隔离电阻Rio:(Isolation Resistance)
半导体光耦合器输入端和输出端之间的绝缘电阻值。
4、传输特性:
1.电流传输比光电耦合器CTR(Current Transfer Radio)
输出管的工作电压为规定值时,输出电流和发光二极管正向电流之比为电流传输比CTR。
2.上升时间Tr (Rise Time)& 下降时间Tf(Fall Time)
在规定工作条件下,发光二极管输入规定电流IFP的脉冲波,输出端管则输出相应的脉冲波,从输出脉冲前沿幅度的10%到90%,所需时间为脉冲上升时间tr。从输出脉冲后沿幅度的90%到10%,所需时间为脉冲下降时间tf。
其它参数诸如工作温度、耗散功率等不再一一敷述。
5、光电耦合器可作为线性耦合器使用。
在发光二极管上提供一个偏置电流,再把信号电压通过电阻耦合到发光二极管上,这样光电晶体管接收到的是在偏置电流上增、减变化的光信号,其输出电流将随输入的信号电压作线性变化。光电耦合器也可工作于开关状态,传输脉冲信号。在传输脉冲信号时,输入信号和输出信号之间存在一定的延迟时间,不同结构的光电耦合器输入、输出延迟时间相差很大。
四、特点
具有体积小、使用寿命长、工作温度范围宽、抗干扰性能强.无触点且输入与输出在电气上完全隔离等。

技术方案

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