本文中,小編將對光電耦合器予以介紹,如果你想對光電耦合器的詳細情況有所認識,或者想要增進對光電耦合器的了解程度,不妨請看以下內容哦。
一、光電耦合器的工作原理
光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電一光一電轉換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內,彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端,受光器的引腳為輸出端,常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管,受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。
在光電耦合器輸入端加電信號使發(fā)光源發(fā)光,光的強度取決于激勵電流的大小,此光照射到封裝在一起的受光器上后,因光電效應而產生了光電流,由受光器輸出端引出,這樣就實現(xiàn)了電一光一電的轉換。
光電耦合器主要由三部分組成:光的發(fā)射、光的接收及信號放大。 光的發(fā)射部分主要由發(fā)光器件構成,發(fā)光器件一般都是發(fā)光二極管,發(fā)光二極管加上正向電壓時,能將電能轉化為光能而發(fā)光,發(fā)光二極管可以用直流、交流、脈沖等電源驅動,但發(fā)光二極管在使用時必須加正向電壓。光的接收部分主要由光敏器件構成,光敏器件一般都是光敏晶體管, 光敏晶體管是利用 PN 結在施加反向電壓時,在光線照射下反向電阻由大變小的原理來工作的。
光的信號放大部分主要由電子電路等構成。發(fā)光器件的管腳為輸入端,而光敏器件的管腳為輸出端。工作時把電信號加到輸入端,使發(fā)光器件的芯體發(fā)光, 而光敏器件受光照后產生光電流并經電子電路放大后輸出,實現(xiàn)電→光→電的轉換,從而實現(xiàn)輸入和輸出電路的電器隔離。由于光電耦合器輸入與輸出電路間互相隔離,且電信號在傳輸時具有單向性等優(yōu)點, 因而光電耦合器具有良好的抗電磁波干擾能力和電絕緣能力。
二、光電耦合器的選取原則
通過上面的介紹,想必大家對光電耦合器的工作原理已經具備了初步的認識。在這部分,我們主要來了解一下光電耦合器的一些選取原則。
在設計光耦光電隔離電路時必須正確選擇光耦合器 的型號及參數(shù),選取原則如下:
(1)由于光電耦合器為信號單向傳輸器件,而電路中數(shù)據(jù)的傳輸是雙向的,電路板的尺寸要求一定,結合電路設計的 實際要求,就要選擇單芯片集成多路光耦的器件;
(2)光耦合器的電流傳輸比(CTR)的允許范圍是不小于500%。因為當CTR<500%時,光耦中的LED 就需要較大的工作電流(>5.0mA),才能保證信號在長線傳輸中不發(fā)生錯誤,這會增大光耦的功耗;
(3)光電耦合器的傳輸速度也是選取光耦必須遵 循的原則之一,光耦開關速度過慢,無法對輸入電平做出正確反應,會影響電路的正常工作。
(4)推薦采用線性光耦。其特點是CTR值能夠在一定范圍 內做線性調整。設計中由于電路輸入輸出均是一種高低電平信號,故此,電路工作在非線性狀態(tài)。而在線性應用中,因為信號不失真的傳輸,所以,應根據(jù)動 態(tài)工作的要求,設置合適的靜態(tài)工作點,使電路工作在線性狀態(tài)。
通常情況下,單芯片集成多路光耦的器件速度都比較慢,而速度快的器件大多都是 單路的,大量的隔離器件需要占用很大布板面積,也使得設計的成本大大增加。在設計中,受電路板尺寸、傳輸速度、設計成本等因素限制,無法選用速度上 非常占優(yōu)勢的單路光耦器件,在此選用TOSHIBA公司的TLP521-4。
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