光電隔離器

光電隔離器的寫法

光電隔離器介紹

光電隔離器（opticalcoupler，英文縮寫為OC）亦稱光耦合器，簡(jiǎn)稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號(hào)。它對(duì)輸入、輸出電信號(hào)有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)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(hào)放大。輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（LED），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。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。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。所以，它在長(zhǎng)線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制中作為信號(hào)隔離的接口器件，可以大大增加計(jì)算機(jī)工作的可靠性。

優(yōu)點(diǎn)

信號(hào)單向傳輸，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離隔離，輸出信號(hào)對(duì)輸入端無(wú)影響，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定，無(wú)觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)，傳輸效率高。光耦合器是70年代發(fā)展起來(lái)產(chǎn)新型器件，現(xiàn)已廣泛用于電氣絕緣、電平轉(zhuǎn)換、級(jí)間耦合、驅(qū)動(dòng)電路、開(kāi)關(guān)電路、斬波器、多諧振蕩器、信號(hào)隔離、級(jí)間隔離、脈沖放大電路、數(shù)字儀表、遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器(SSR)、儀器儀表、通信設(shè)備及微機(jī)接口中。在單片開(kāi)關(guān)電源中，利用線性光耦合器可構(gòu)成光耦反饋電路，通過(guò)調(diào)節(jié)控制端電流來(lái)改變占空比，達(dá)到精密穩(wěn)壓目的。

結(jié)構(gòu)

1.輸入和輸出端之間絕緣，其絕緣電阻一般都大于10

10Ω，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”傳輸?shù)膯蜗蛐?，所以信?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.由于發(fā)光器件（砷化鎵紅外二極管）是阻抗電流驅(qū)動(dòng)性器件，而噪音是一種高內(nèi)阻微電流電壓信號(hào)。因此光電耦合器件的共模抑制比很大，所以，光電耦合器件可以很好地抑制干擾并消除噪音。

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)通常在微秒甚至毫微秒極。

6.無(wú)觸點(diǎn)、壽命長(zhǎng)、體積小、耐沖擊。

應(yīng)用

光電隔離器可以組成多種多樣的應(yīng)用電路。如組成光電隔離電路，長(zhǎng)傳輸線隔離器，TTL電路驅(qū)動(dòng)器，CMOS電路驅(qū)動(dòng)器，脈沖放大器等。目前，在A／D模擬轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，光斬波器，交流、直流固態(tài)繼電器等方面也有廣泛應(yīng)用。光電隔離器的輸入部分為紅外發(fā)光二極管，可以采用TTL或CMOS數(shù)字電路驅(qū)動(dòng)。圖1、2為應(yīng)用實(shí)例。

在圖1中，輸出電壓Vo受TTL電路反相器的控制，當(dāng)反相器的控制輸入信號(hào)為低電平時(shí)，信號(hào)反相使輸出為高電平，紅外發(fā)光二極管截止，光敏三極管不導(dǎo)通，Vo輸出為高電平。反之Vo輸出為低電平。從而實(shí)現(xiàn)TTL電路控制信號(hào)的隔離、傳輸和驅(qū)動(dòng)作用。

圖2為CMOS門電路通過(guò)光電隔離器為中間傳輸媒介，驅(qū)動(dòng)電磁繼電器的應(yīng)用實(shí)例。當(dāng)CMOS反相器的輸出控制信號(hào)為高電平時(shí)．其輸出信號(hào)為低電平，Q晶體管截止，紅外發(fā)光二極管不導(dǎo)通，光電隔離器中的輸出達(dá)林頓管截止，繼電器控制繞組J處于釋放狀態(tài)。反之繼電器的控制繞組J吸合，繼電器的觸點(diǎn)可完成規(guī)定的控制動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)CMOS門電路對(duì)電磁繼電器控制電路的隔離和驅(qū)動(dòng)。

選用輸出部分為達(dá)林頓晶體管的光電隔離器，可以顯著提高晶體管的電流放大系數(shù)，從而提高光電耦合部分的電流傳輸比CTR。這樣，輸入部分的紅外發(fā)光二極管只需較小的正向?qū)娏鱅f，就可以輸出較大的負(fù)載電流，以驅(qū)動(dòng)繼電器、電機(jī)、燈泡等負(fù)載形式。

達(dá)林頓晶體管輸出形式的光電隔離器，其電流傳輸比CTR可達(dá)5000％，即Ic＝5000×If，適用于負(fù)載較大的應(yīng)用場(chǎng)合。在采用光電隔離器驅(qū)動(dòng)電磁繼電器的控制繞組時(shí)，應(yīng)在控制繞組兩側(cè)反向并聯(lián)二極管D，以抑制吸動(dòng)時(shí)瞬戀反電動(dòng)勢(shì)的作用，從而保護(hù)繼電器產(chǎn)品。