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光电耦合器是什么?

作者: 宇凡微 编辑: 单片机工程师 来源: 宇凡微 发布日期: 2022.06.30 浏览次数:
信息摘要:
光耦是电子元器件之一,为增进大家对光耦的了解,本文将对光耦定义、光耦的作用、光耦原理、光耦使用原则予以介绍。
        光耦是电子元器件之一,为增进大家对光耦的了解,本文将对光耦定义、光耦的作用、光耦原理、光耦使用原则予以介绍。

        一、光耦是什么

        光耦合器,也称为光电隔离器或光电耦合器,简称光耦合器。它是一种以光为介质传输电信号的装置,通常将发光器(红外发光二极管LED)与接收器(光敏半导体管,光敏电阻)封装在同一管壳内。当输入端添加电信号时,发光器发出光,接收光后产生光电流,从输出端流出,从而实现电-光-电转换。以光为介质将输入端信号耦合到输出端的光电耦合器,因其体积小、使用寿命长、无接触、抗干扰能力强、输出与输入之间绝缘、单向传输信号等优点,在数字电路中得到了广泛的应用。

光电耦合器是什么

        二、光耦的作用原理

        耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好地隔离作用,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。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,可以大大提高计算机工作的可靠性。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。

        三、光耦的使用原则

        1、光耦合器的电流传输比(CTR)允许范围为50%~200%。这是因为当CTR≤50%时,光耦合器中的LED需要一个大的工作电流≥5.0mA,才能正常控制单片开关电源IC的占空比,从而增加光耦合器的功耗。如果CTR≥200%,可能会在启动电路或负载突变时意外触发单片开关电源,影响正常输出。如果光电耦合器由放大器电路驱动,则必须仔细设计,以确保其能够补偿耦合器的温度不稳定性和漂移。

        2、推荐使用线性光耦合器,其特点是CTR值可以在一定范围内进行线性调整。上述光电耦合器在线工作时,在光电耦合器的输入端增加控制电压,在输出端产生进一步控制下一级电路的电压,使单片机进行闭环调节控制,稳定电源输出。

        为了完全阻止干扰信号进入系统,不仅要隔离信号通路,还要隔离输入或输出电路和系统的电源,即这些电路分别使用相互独立的隔离电源。对于共模干扰,采用隔离技术,即利用变压器或线性光电耦合器将输入和输出断开,抑制干扰无电路。在开关电源中,光电耦合器是一个非常重要的外围设备,设计师可以充分利用其输入输出隔离功能设计单片机的抗干扰,并调整变换器的闭环稳压。

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