光電耦合器(簡(jiǎn)稱光耦),是一種把發(fā)光元件和光敏元件封裝在同一殼體內(nèi),中間通過(guò)電→光→電的轉(zhuǎn)換來(lái)傳輸電信號(hào)的半導(dǎo)體光電子器件。光電耦合器可根據(jù)不同要求,由不同種類的發(fā)光元件和光敏元件組合成許多系列的光電耦合器。目前應(yīng)用最廣的是發(fā)光二極管和光敏三極管組合成的光電耦合器。
光耦以光信號(hào)為媒介來(lái)實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的耦合與傳遞,輸入與輸出在電氣上完全隔離,具有抗干擾性能強(qiáng)的特點(diǎn)。對(duì)于既包括弱電控制部分,又包括強(qiáng)電控制部分的工業(yè)應(yīng)用測(cè)控系統(tǒng),采用光耦隔離可以很好地實(shí)現(xiàn)弱電和強(qiáng)電的隔離,達(dá)到抗干擾目的。但是,使用光耦隔離需要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題:
① 光耦直接用于隔離傳輸模擬量時(shí),要考慮光耦的非線性問(wèn)題
② 光耦隔離傳輸數(shù)字量時(shí),要考慮光耦的響應(yīng)速度問(wèn)題
③ 如果輸出有功率要求的話,還得考慮光耦的功率接口設(shè)計(jì)問(wèn)題
1、光電耦合器非線性的克服
利用2個(gè)具有相同非線性傳輸特性的光電耦合器,T1和T2,以及2個(gè)射極跟隨器A1和A2組成,。如果T1和T2是同型號(hào)同批次的光電耦合器,可以認(rèn)為他們的非線性傳輸特性是完全一致的,即K1(I1)=K2(I1),則放大器的電壓增益G=Uo/U1=I3R3/I2R2=(R3/R2)[K1(I1)/K2(I1)]=R3/R2。由此可見(jiàn),利用T1和T2電流傳輸特性的對(duì)稱性,利用反饋原理,可以很好的補(bǔ)償他們?cè)瓉?lái)的非線性。
2、提高光電耦合器的傳輸速度
用2只光電耦合器T1,T2接成互補(bǔ)推挽式電路,可以提高光耦的開(kāi)關(guān)速度。
3、光耦的功率接口設(shè)計(jì)
就抗干擾設(shè)計(jì)而言,很多場(chǎng)合下,我們既能采用光電耦合器隔離驅(qū)動(dòng),也能采用繼電器隔離驅(qū)動(dòng)。一般情況下,對(duì)于那些響應(yīng)速度要求不很高的啟停操作,我們采用繼電器隔離來(lái)設(shè)計(jì)功率接口;對(duì)于響應(yīng)時(shí)間要求很快的控制系統(tǒng),我們采用光電耦合器進(jìn)行功率接口電路設(shè)計(jì)。這是因?yàn)槔^電器的響應(yīng)延遲時(shí)間需幾十ms,而光電耦合器的延遲時(shí)間通常都在10us之內(nèi),同時(shí)采用新型、集成度高、使用方便的光電耦合器進(jìn)行功率驅(qū)動(dòng)接口電路設(shè)計(jì),可以達(dá)到簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì),降低散熱的目的。
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