光耦的作用(光偶有什么作用)


1、光偶有什么作用
光耦指的是光耦合器,在數(shù)字電路上獲得廣泛的應(yīng)用
一,什么是光耦
光耦合器(opticalcoupler equipment,英文縮寫為OCEP)也稱為光電隔離器或光電耦合器,簡(jiǎn)稱光耦。光耦合器由光發(fā)射,光接收和信號(hào)放大三部分組成。
二,光耦的作用
1.光耦的作用是有效隔離電氣上的輸入和輸出電路;信號(hào)可以以光的形式傳輸;具有良好的抗干擾效果。
2.除考慮人體接觸外,還應(yīng)考慮電路器件的安全性。當(dāng)光耦合器的輸入側(cè)受到強(qiáng)電壓沖擊而損壞時(shí),由于光耦合器的隔離作用,不會(huì)損壞輸出側(cè)電路。
3.光耦合器通過光傳輸電信號(hào)。它對(duì)輸入和輸出電信號(hào)具有良好的隔離效果,因此可以廣泛用于各種電路中。
三,光耦合器的工作原理
光耦合器是一種以光為媒介傳輸電信號(hào)的設(shè)備。通常,發(fā)光器件(紅外發(fā)光二極管LED)和受光器(光敏半導(dǎo)體管,光敏電阻)被封裝在同一殼體中。當(dāng)在輸入端施加電信號(hào)時(shí),發(fā)光器發(fā)出光線,并且受光器在接收到從輸出端流出的光之后產(chǎn)生光電流,從而實(shí)現(xiàn)“電—光—電”控制。
2、光耦開關(guān)的作用及工作原理
光耦種類繁多,結(jié)構(gòu)獨(dú)特,優(yōu)點(diǎn)突出,所以應(yīng)用廣泛,最為常見的就是它在電路領(lǐng)域扮演的角色了,比如下文提及的光耦開關(guān)就能夠起到不錯(cuò)的調(diào)節(jié)效果,并且在許多領(lǐng)域都有著不可或缺的作用。那么接下來就隨小編一起來了解一下和光耦開關(guān)有關(guān)的知識(shí)吧,具體包括光耦的開關(guān)作用、光耦開關(guān)常見的幾種連接方式及其工作原理等等,有興趣的朋友可以學(xué)習(xí)分析。
一、光耦開關(guān)常見的幾種連接方式及其工作原理
常用于反饋的光耦型號(hào)有TLP521、PC817等。這里以TLP521為例,介紹這類光耦的特性。
TLP521的原邊相當(dāng)于一個(gè)發(fā)光二極管,原邊電流If越大,光強(qiáng)越強(qiáng),副邊三極管的電流Ic越大。副邊三極管電流Ic與原邊二極管電流If的比值稱為光耦的電流放大系數(shù),該系數(shù)隨溫度變化而變化,且受溫度影響較大。作反饋用的光耦正是利用“原邊電流變化將導(dǎo)致副邊電流變化”來實(shí)現(xiàn)反饋,因此在環(huán)境溫度變化劇烈的場(chǎng)合,由于放大系數(shù)的溫漂比較大,應(yīng)盡量不通過光耦實(shí)現(xiàn)反饋。此外,使用這類光耦必須注意設(shè)計(jì)外圍參數(shù),使其工作在比較寬的線性帶內(nèi),否則電路對(duì)運(yùn)行參數(shù)的敏感度太強(qiáng),不利于電路的穩(wěn)定工作。
通常選擇TL431結(jié)合TLP521進(jìn)行反饋。這時(shí),TL431的工作原理相當(dāng)于一個(gè)內(nèi)部基準(zhǔn)為2.5V的電壓誤差放大器,所以在其1腳與3腳之間,要接補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。
常見的光耦反饋第1種接法,Vo為輸出電壓,Vd為芯片的供電電壓。com信號(hào)接芯片的誤差放大器輸出腳,或者把PWM芯片(如UC3525)的內(nèi)部電壓誤差放大器接成同相放大器形式,com信號(hào)則接到其對(duì)應(yīng)的同相端引腳。注意左邊的地為輸出電壓地,右邊的地為芯片供電電壓地,兩者之間用光耦隔離。
1接法的工作原理如下:當(dāng)輸出電壓升高時(shí),TL431的1腳(相當(dāng)于電壓誤差放大器的反向輸入端)電壓上升,3腳(相當(dāng)于電壓誤差放大器的輸出腳)電壓下降,光耦TLP521的原邊電流If增大,光耦的另一端輸出電流Ic增大,電阻R4上的電壓降增大,com引腳電壓下降,占空比減小,輸出電壓減小;反之,當(dāng)輸出電壓降低時(shí),調(diào)節(jié)過程類似。開關(guān)電源中光耦的作用
常見的第2種接法,如圖2所示。與第1種接法不同的是,該接法中光耦的第4腳直接接到芯片的誤差放大器輸出端,而芯片內(nèi)部的電壓誤差放大器必須接成同相端電位高于反相端電位的形式,利用運(yùn)放的一種特性——當(dāng)運(yùn)放輸出電流過大(超過運(yùn)放電流輸出能力)時(shí),運(yùn)放的輸出電壓值將下降,輸出電流越大,輸出電壓下降越多。因此,采用這種接法的電路,一定要把PWM芯片的誤差放大器的兩個(gè)輸入引腳接到固定電位上,且必須是同向端電位高于反向端電位,使誤差放大器初始輸出電壓為高。
2接法的工作原理是:當(dāng)輸出電壓升高時(shí),原邊電流If增大,輸出電流Ic增大,由于Ic已經(jīng)超過了電壓誤差放大器的電流輸出能力,com腳電壓下降,占空比減小,輸出電壓減小;反之,當(dāng)輸出電壓下降時(shí),調(diào)節(jié)過程類似。
二、光耦的開關(guān)作用
⑴在邏輯電路上的應(yīng)用
⑵作為固體開關(guān)應(yīng)用
⑶在觸發(fā)電路上的應(yīng)用
⑷在脈沖放大電路中的應(yīng)用
光電耦合器應(yīng)用于數(shù)字電路,可以將脈沖信號(hào)進(jìn)行放大。
⑸在線性電路上的應(yīng)用
⑹特殊場(chǎng)合的應(yīng)用。
光耦的開關(guān)作用旗下也包含了很多方面的作用,比如常見的電路領(lǐng)域的應(yīng)用,或者是作為固體開關(guān)應(yīng)用等等,它們都可以起到控制調(diào)節(jié)的效果,所以光耦開關(guān)相對(duì)而言也是極為關(guān)鍵的部件。上文我們?yōu)榇蠹谊U述了光耦開關(guān)常見的幾種連接方式及其工作原理,從專業(yè)的角度給出了詳細(xì)系統(tǒng)的分析,并且舉例了示意圖,采用文字圖片相互結(jié)合的模式加以介紹。
3、手機(jī)充電器里的光耦器件起什么作用
光耦器件的主要結(jié)構(gòu)是把發(fā)光器件和光接收器件組裝在一個(gè)密閉的管殼內(nèi),然后利用發(fā)光器件的管腳作輸入端,而把光接收器的管腳作為輸出端。當(dāng)在輸入端加電信號(hào)時(shí),發(fā)光器件發(fā)光。這樣,光接收器件由于光敏效應(yīng)而在光照后產(chǎn)生光電流并由輸出端輸出。從而實(shí)現(xiàn)了以“光”為媒介的電信號(hào)傳輸,而器件的輸入和輸出兩端在電氣上是絕緣的。
在光耦電路設(shè)計(jì)中,有兩個(gè)參數(shù)需要格外注意:
一個(gè)是反向電壓Vr(ReverseVoltage),超過此反向電壓,可能會(huì)損壞LED。而一般光耦中,這個(gè)參數(shù)只有5V左右,在存在反壓或振蕩的條件下使用時(shí),要特別注意不要超過反向電壓。如,在使用交流脈沖驅(qū)動(dòng)LED時(shí),需要增加保護(hù)電路。
另外一個(gè)參數(shù)是光耦的電流傳輸比,它取決于光耦的輸入電流和輸出電流值及電耦的電源電壓值,這幾個(gè)參數(shù)共同決定了光耦工作在放大狀態(tài)還是開關(guān)狀態(tài),其計(jì)算方法與三極管工作狀態(tài)計(jì)算方法類似。若輸入電流、輸出電流、電流傳輸比設(shè)計(jì)搭配不合理,可能導(dǎo)致電路不能工作在預(yù)想的工作狀態(tài)。
4、逆變器驅(qū)動(dòng)光藕的作用
逆變器驅(qū)動(dòng)光藕的作用是隔離及信號(hào)耦合。根據(jù)查詢相關(guān)信息資料顯示:光耦的作用是把輸入、輸出側(cè)電路進(jìn)行有效的電氣上的隔離,可以以光形式傳輸信號(hào),有很好的抗干擾效果,故逆變器驅(qū)動(dòng)光藕的作用是隔離及信號(hào)耦合。
5、光耦的作用及工作原理是什么?
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。
歷史
用光學(xué)方式耦合固態(tài)光發(fā)射器及半導(dǎo)體感測(cè)器的想法是在1963由Akmenkalns等人提出(US patent 3,417,249)。光敏電阻為基礎(chǔ)的光電耦合元件在1968年問世,其速度慢,但是是最線性隔離元件,在音樂及音響產(chǎn)業(yè)中仍有其利基市場(chǎng)。
LED技術(shù)在1968–1970年的商品化,使得光電工程大幅成長(zhǎng),在1970年代末各種主要的光電耦合元件均已開發(fā)出來。光電耦合元件的主力是雙極性的硅光晶體感測(cè)器,可以達(dá)到足夠的的傳輸速度,足以用在像腦電圖之類的應(yīng)用上,目前最快的光電耦合元件是利用光導(dǎo)模式的PIN型二極管。
責(zé)任編輯:David
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