光電耦合器的作用

1. 光電耦合器簡介

    光電耦合器是一種把紅外光發(fā)射器件和紅外光接受器件以及信號處理電路等封裝在同一管座內(nèi)的器件。當輸入 電信號加到輸入端發(fā)光器件LED上，LED發(fā)光，光接受器件接受光信號并轉換成電信號，然后將電信號直接輸出，或者將電信號放大處理成標準數(shù)字電平輸出， 這樣就實現(xiàn)了“電－光－電”的轉換及傳輸，光是傳輸?shù)拿浇?，因而輸入端與輸出端在電氣上是絕緣的，也稱為電隔離。

2. 光電耦合器的作用

由于光耦種類繁多，結構獨特，優(yōu)點突出，因而其應用十分廣泛，主要應用以下場合：
(1) 在邏輯電路上的應用
光電耦合器可以構成各種邏輯電路，由于光電耦合器的抗干擾性能和隔離性能比晶體管好，因此，由它構成的邏輯電路更可靠。
(2) 作為固體開關應用
在開關電路中，往往要求控制電路和開關之間要有很好的電隔離，對于一般的電子開關來說是很難做到的，但用光電耦合器卻很容易實現(xiàn)。
(3) 在觸發(fā)電路上的應用
將光電耦合器用于雙穩(wěn)態(tài)輸出電路，由于可以把發(fā)光二極管分別串入兩管發(fā)射極回路，可有效地解決輸出與負載隔離地問題。
(4) 在脈沖放大電路中的應用
光電耦合器應用于數(shù)字電路，可以將脈沖信號進行放大。
(5) 在線性電路上的應用
線性光電耦合器應用于線性電路中，具有較高地線性度以及優(yōu)良地電隔離性能。
(6) 特殊場合的應用
光電耦合器還可應用于高壓控制，取代變壓器，代替觸點繼電器以及用于A/D電路等多種場合。

3. 工作原理

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(chǎn)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。 　　

基本工作特性（以光敏三極管為例） 　　

1、共模抑制比很高

在光電耦合器內(nèi)部，由于發(fā)光管和受光器之間的耦合電容很?。?font face="Times New Roman">2pF以內(nèi)）所以共模輸入電壓通過極間耦合電容對輸出電流的影響很小，因而共模抑制比很高。 　　

    2、 輸出特性 　　

    光電耦合器的輸出特性是指在一定的發(fā)光電流IF下，光敏管所加偏置電壓VCE與輸出電流IC之間的關系，當IF=0時，發(fā)光二極管不發(fā)光，此時的光敏晶體管集電極輸出電流稱為暗電流，一般很小。當IF>0時，在一定的IF作用下，所對應的IC基本上與VCE無關。IC與IF之間的變化成線性關系，用半導體管特性圖示儀測出的光電耦合器的輸出特性與普通晶體三極管輸出特性相似。 　　

    3、光電耦合器可作為線性耦合器使用 　　

在發(fā)光二極管上提供一個偏置電流，再把信號電壓通過電阻耦合到發(fā)光二極管上，這樣光電晶體管接收到的是在偏置電流上增、減變化的光信號，其輸出電流將隨輸入的信號電壓作線性變化。光電耦合器也可工作于開關狀態(tài)，傳輸脈沖信號。在傳輸脈沖信號時，輸入信號和輸出信號之間存在一定的延遲時間，不同結構的光電耦合器輸入、輸出延遲時間相差很大。

4. 光電耦合器的優(yōu)點
光電耦合器因為其獨特的結構特點，因此在實際使用過程中，具有以下明顯的優(yōu)點：
(1) 能夠有效抑制接地回路的噪聲，消除地干擾，使信號現(xiàn)場與主控制端在電氣上完全隔離，避免了主控制系統(tǒng)受到意外損壞。
(2) 可以在不同電位和不同阻抗之間傳輸電信號，且對信號具有放大和整形等功能，使得實際電路設計大為簡化。
(3) 開關速度快，高速光電耦合器的響應速度到達ns數(shù)量級，極大的拓展了光電耦合器在數(shù)字信號處理中的應用。
(4) 體積小，器件多采用雙列直插封裝，具有單通道、雙通道以及多達八通道等多種結構，使用十分方便。
(5) 可替代變壓器隔離，不會因觸點跳動而產(chǎn)生尖峰噪聲，且抗震動和抗沖擊能力強。
(6) 高線性型光電耦合器除了用于電源監(jiān)測等，還被用于醫(yī)用設備，能有效地保護病人的人生安全。