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光电耦合器具有什么特点及用途(工作原理,典型应用及内部结构)

2017年12月07日 16:54 网络整理 作者: 用户评论(0

  光电耦合器简介

  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。 光电耦合器可根据不同要求, 由不同种类的发光器件和光敏器件组合成许多系列的光电耦合器。

  光电耦合器特点

  ①光信号单向传输 ,输出信号对输入端无反馈,可有效阻断电路或系统之间的电联系,但并不切断他们之间的信号传递。

  ②隔离性能好,输入端与输出端之间完全实现了电隔离。

  ③光信号不受电磁波干扰,工作稳定可靠。

  ④光发射器件与光敏器件的光谱匹配十分理想,响应速度快,传输效率高,光电耦合器件的时间常数通常在微秒甚至毫微秒级。

  ⑤抗共模干扰能力强,能很好地抑制干扰并消除噪音。

  ⑥无触点,使用寿命长,体积小,耐冲击能力强。

  ⑦易与逻辑电路连接。⑧工作温度范围宽,符合工业和军用温度标准。

  光电耦合器工作原理

  在发光源部分,用直流、交流或脉冲电源驱动,发光二极管外加正向电压条件下,便会将电能转换为光能从而发生发光现象;在信号放大部分,半导体光电子器件将信号放大以用于受光器;在受光器部分,光敏器件利用PN结施加反向电压,光照下反向电阻由大变小的原理来进行光能到电能的转换,出现光灭现象。因此,经过发光源、信号放大、受光器三部分后,光电耦合器完成电光电的转换。

  光电耦合器应用领域

  (1) 在逻辑电路上的应用

  光电耦合器可以构成各种逻辑电路,由于光电耦合器的抗干扰性能和隔离性能比晶体管好,因此,由它构成的逻辑电路更可靠。

  (2) 作为固体开关应用 在开关电路中,往往要求控制电路和开关之间要有很好的电隔离,对于一般的电子开关来说是很难做到的,但用光电耦合器却很容易实现。

  (3) 在触发电路上的应用

  将光电耦合器用于双稳态输出电路,由于可以把发光二极管分别串入两管发射极回路,可有效地解决输出与负载隔离地问题。

  (4) 在脉冲放大电路中的应用

  光电耦合器应用于数字电路,可以将脉冲信号进行放大。

  (5) 在线性电路上的应用

  线性光电耦合器应用于线性电路中,具有较高地线性度以及优良地电隔离性能。

  (6) 特殊场合的应用

  光电耦合器还可应用于高压控制,取代变压器,代替触点继电器以及用于A/D电路等多种场合。

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( 发表人:姚远香 )

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