光耦合器又稱光電隔離器,簡(jiǎn)稱光耦或光隔。它的輸入是一個(gè)發(fā)光器件,主要是一個(gè)紅外LED,它的輸出是一個(gè)光接收器。它是各種光敏半導(dǎo)體和集成半導(dǎo)體元件。光介質(zhì)用于在輸入和輸出之間傳輸電信號(hào)。輸入級(jí)和輸出級(jí)僅通過(guò)光學(xué)電路連接,但沒(méi)有電路連接,即輸入和輸出高度絕緣,并具有幾種干電壓隔離能力;因?yàn)楣庠谝粋€(gè)方向上傳播,所以光耦合器也在一個(gè)方向上傳輸信號(hào),而干擾不能在相反的方向上進(jìn)行,這可能會(huì)產(chǎn)生影響。
我們?cè)谑褂霉怦詈掀髯鳛檩斎胄盘?hào)接口時(shí),主要利用了它的高壓隔離能力和電路隔離能力,可以防止輸入端引入的異常高壓對(duì)單片機(jī)等核心器件的損壞,消除環(huán)路干擾和單片機(jī)系統(tǒng)串聯(lián);由于輸入級(jí)紅外led本質(zhì)上是電流型器件,它們只有在電流相對(duì)較高時(shí)才會(huì)發(fā)光,并具有抵抗小干擾的能力。對(duì)于強(qiáng)干擾電壓,它仍然會(huì)通過(guò)光路耦合有用信號(hào)到輸出級(jí),從而干擾微控制器的工作。因此,在使用光耦合作為輸入接口時(shí),并不是完全正確的,應(yīng)該采取一些抗干擾措施。
當(dāng)光耦合器用作輸出接口時(shí),它的優(yōu)勢(shì)才真正發(fā)揮出來(lái)。其幾千伏的隔離能力使普通高壓壓電器件的損傷小于核心器件,最多會(huì)使光耦合器的輸出級(jí)干燥;光耦合器作為輸出端口,其信號(hào)的單向傳輸特性非常重要。連接到光耦合器輸出級(jí)的外圍電路不能通過(guò)光耦合器串?dāng)_微控制器,無(wú)論電路中產(chǎn)生的干擾的性質(zhì)和大小如何。此時(shí),光耦合器才是真正的抗干擾器件。
光耦合接收開(kāi)關(guān)的輸入信號(hào)作為輸入端口,輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為輸出端口。開(kāi)關(guān)側(cè)和驅(qū)動(dòng)側(cè)應(yīng)使用獨(dú)立電源或隔離電源。如果電源與單片機(jī)系統(tǒng)統(tǒng)一,光耦合器將失去隔離電接觸和抗干擾的功能,因此只能稱為電平轉(zhuǎn)換器。
光耦的優(yōu)點(diǎn)
光耦合器的主要優(yōu)點(diǎn)是:?jiǎn)蜗蛐盘?hào)傳輸,輸入和輸出端子之間完全電隔離,輸出信號(hào)對(duì)輸入端子無(wú)影響,抗干擾能力強(qiáng),工作穩(wěn)定,無(wú)接觸,使用壽命長(zhǎng),傳輸效率高。光耦合器是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的一種新型器件。它現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于電絕緣、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)程信號(hào)傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器(SSR)、儀表、通信設(shè)備和微機(jī)接口。在單片開(kāi)關(guān)電源中,利用線性光耦合器可以形成光耦合器反饋電路,通過(guò)調(diào)節(jié)控制端的電流可以改變占空比,達(dá)到精確穩(wěn)壓的目的。
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