光耦原理

導(dǎo)讀：光耦，全稱為光電耦合器，就是實(shí)現(xiàn)光和電轉(zhuǎn)換的元器件，它具有體積小、使用壽命長(zhǎng)、工作溫度范圍寬、抗干擾性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但是它如何做到這些的呢?下面我來(lái)為大家介紹一下光電耦合器的原理吧~~~~

1.光耦原理—簡(jiǎn)介

光電耦合器(opticalcoupler，英文縮寫(xiě)為OC) ，亦稱光電隔離器或光耦合器，簡(jiǎn)稱光耦。它是以光為媒介把輸入端信號(hào)耦合到輸出端，來(lái)傳輸電信號(hào)的器件，通常把發(fā)光器與受光器封裝在同一管殼內(nèi)，將它們的光路耦合在一起，當(dāng)輸入端加電信號(hào)時(shí)發(fā)光器發(fā)出光線，受光器接受光線之后就產(chǎn)生光電流，從輸出端流出，從而實(shí)現(xiàn)了 “電—光—電”轉(zhuǎn)換。由于它具有體積小、壽命長(zhǎng)、無(wú)觸點(diǎn)，抗干擾能力強(qiáng)，輸出和輸入之間絕緣，單向傳輸信號(hào)，傳輸信號(hào)的頻率高等優(yōu)點(diǎn)，在電路上獲得了廣泛的應(yīng)用。

2.光耦原理—結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，使之發(fā)出一定波長(zhǎng)的光，被光探測(cè)器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過(guò)進(jìn)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。

光電耦合的主要特點(diǎn)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(guò)1kV，有的甚至可以達(dá)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(hào)從光源單向傳輸?shù)焦饨邮掌鲿r(shí)不會(huì)出現(xiàn)反饋現(xiàn)象，其輸出信號(hào)也不會(huì)影響輸入端。

3)由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號(hào)傳輸具有單向性等特點(diǎn)，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(yīng)速度快。光電耦合器件的時(shí)間常數(shù)通常在毫秒甚至微秒級(jí)。

6)無(wú)觸點(diǎn)、壽命長(zhǎng)、體積小、耐沖擊。

3光耦原理

光耦有晶體管、達(dá)林頓、可控硅、磁效應(yīng)管等多種輸出形式。光電耦合器在傳輸信號(hào)的原理上與隔離變壓器相同，但隔離變壓器是依靠磁場(chǎng)的變化將信號(hào)或能量傳遞到副邊，通常只能傳遞一定頻率的交變信號(hào);而光耦器件則是利用光路完成信息的傳遞，只要原邊的發(fā)光二極管上有一定強(qiáng)度的電流流過(guò)(交流或直流)，就能通過(guò)光路將信息傳遞到副邊的光敏二極管/三極管，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的隔離性傳遞，傳遞的信號(hào)可以是交流信號(hào)，也可以是直流信號(hào)。

下面以六腳光耦TLP641J為例,說(shuō)明其原理。

如圖所示，一個(gè)光控晶閘管耦合一個(gè)砷化鎵紅外發(fā)光二極管組成。左邊1和2腳是發(fā)光二極管,當(dāng)外加電壓后,驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管,使之發(fā)出一定波長(zhǎng)的光,以此來(lái)觸發(fā)光晶閘管。光控晶閘管的特點(diǎn)是門(mén)極區(qū)集成了一個(gè)光電二極管,觸發(fā)信號(hào)源與主回絕緣,它的關(guān)鍵是觸發(fā)靈敏度要高。光控晶閘管控制極的觸發(fā)電流由器件中光生載流子提。光控晶閘管陽(yáng)極和陰極間加正壓,門(mén)極區(qū)若用一定波長(zhǎng)的光照射,則光控晶閘管由斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)。

當(dāng)1和2腳加上5V以上電源后，就能使發(fā)光管發(fā)光，驅(qū)動(dòng)光控晶閘管進(jìn)入導(dǎo)通，此時(shí)5和4腳構(gòu)成一個(gè)電阻，阻值大約為10K。當(dāng)1和2不加電壓時(shí)，則4和5可以看成一個(gè)無(wú)窮大的電阻。

為提高光控晶閘管觸發(fā)靈敏度,門(mén)極區(qū)常采用放大門(mén)極結(jié)構(gòu)或雙重放大門(mén)極結(jié)構(gòu)。為滿足高的重加電壓上升率,常采用陰極發(fā)射極短路結(jié)構(gòu)。小功率光控晶閘管常應(yīng)用于電隔離,為較大的晶閘管提供控制極觸發(fā),也可用于繼電器、自動(dòng)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(jīng)介紹完了，下面為童鞋們提供幾篇光電耦合器的相關(guān)文章，有興趣的快來(lái)看一下吧~~~~~

1.光耦原理

2.光耦電路圖

3.光電耦合器的應(yīng)用與使用注意事項(xiàng)

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