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佳讯芯城小课堂:光电耦合器的工作原理(一)

2020/4/13 15:38:05

佳讯小课堂开课啦,今天要给大家分享的是光电耦合器的工作原理,分别是:开关电路、光耦合的可控硅开关电路、光耦组成高压稳压电路、光耦组成的门厅照明灯自动控制电路、光耦组成的开关电路、光耦组成隔离耦合电路。

因光电耦合器的工作原理较多,所以分三次分享分别给各位伙伴们,今天带来的是光电耦合器电路(一)开关电路的讲解。

 

光电耦合器是一种把红外光发射器件和红外光接受器件以及信号处理电路等封装在同一管座内的器件。当输入电信号加到输入端发光器件LED上,LED发光,光接受器件接受光信号并转换成电信号,然后将电信号直接输出,或者将电信号放大处理成标准数字电平输出,这样就实现了“电-光-电”的转换及传输,光是传输的媒介,因而输入端与输出端在电气上是绝缘的,也称为电隔离。

 

光电耦合器,是近几年发展起来的一种半导体光电器件,由于它具有体积小、寿命长、抗干扰能力强、工作温度宽及无触点输入与输出在电气上完全隔离等特点,被广泛地应用在电子技术领域及工业自动控制领域中,它可以代替继电器、变压器、斩波器等,而用于隔离电路、开关电路、数模转换、逻辑电路、过流保护、长线传输、高压控制及电平匹配等。

 

光电耦合器电路图(一) 开关电路

 

对于开关电路,往往要求控制电路和开关电路之间要有很好的电隔离,这对于一般的电子开关来说是很难做到的,但采用光电耦合器就很容易实现了。图中(a)所示电路就是用光电耦合器组成的简单开关电路。

 

在图中,当无脉冲信号输入时,三极管BG处于截止状态,发光二极管无电流流过不发光,则a、b两端电阻非常大,相当于开关“断开”。当输入端加有脉冲信号时,BG导通,发光二极管发光,则a、b两端电阻变得很小,相当于开关“接通”。故称无信号时开关不通,为常开状态。

 

图1中(b)所示电路则为“带闭”状态,因为无信号输入时,虽BG截止,但发光二极管有电流通过而发光,使a、b

 

图1.jpg

图1

 

两端处于导通状态,相当于开关“接通”。当有信号输入时,BG导通,由于BG的集电结压降在0.3V以下,远小于发光二极管的正向导通电压,所以发光二极管无电流流过不发光,则a、b两端电阻极大,相当于开关“断开”,故称“常闭”式。

 

可见,开关a、b端在电路中不受电位高低的限制,但在使用中应满足a端电位为正,b端为负,并使Uab>3V为好,同时还应注意Uab应小于光电三极管的BVceo。

 

依据图1的原理,光电耦合器可以组成如图46—5中(a)、(b)等多种形式。

 

图2.jpg

图2

 

图中(a)为单刀双掷开关电路,其中外接二极管D的作用,是保证输入正脉冲信号时“od”组接通,“ob”组关断。图中(b)为双刀双掷开关电路,无输入信号时,BG截止,“ob”与“od”组断开,“oa”与“oc”组接通;BG导通(即有信号输入时),“ob”与“od”组接通,而“oa”与“oc”组断开。它们适于自动控制和遥控设备中使用。


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