定義
光電耦合元件是以光作為媒體來(lái)傳輸電信號(hào)的一組裝置,其功能是平時(shí)維持電信號(hào)輸入、輸出間有良好的隔離作用,需要時(shí)可以使電信號(hào)通過(guò)隔離層的傳送方式。光電耦合元件(英語(yǔ):Opto-isolator,英語(yǔ):optical coupler,或縮寫(xiě)為OC),亦稱光耦合器、光隔離器以及光電隔離器,簡(jiǎn)稱光耦。
光電耦合元件可分為類(lèi)比與數(shù)位兩種,主要由光發(fā)射器和光偵測(cè)器組成。兩種元件通常會(huì)整合到同一個(gè)封裝,但它們之間除了光束之外不會(huì)有任何電氣或?qū)嶓w連接。
光電耦合元件的光發(fā)射器大都是發(fā)光二極管(LED),光偵測(cè)器的種類(lèi)比較多,但多半由光電二極管或光晶體管擔(dān)任。
結(jié)構(gòu)
光耦合器一般由三部分組成:光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。
輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管,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(guò)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。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件,因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。所以,它在長(zhǎng)線傳輸資訊中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在電腦數(shù)位通信及即時(shí)控制中作為信號(hào)隔離的接口器件,可以大大增加其工作之可靠性。
應(yīng)用
光電耦合元件廣泛用于電氣絕緣、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)位儀表、遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器(SSR)、儀器儀表、通信設(shè)備及微機(jī)電接口中。
在單片開(kāi)關(guān)電源中,利用線性光耦合器可構(gòu)成光耦回饋電路,通過(guò)調(diào)節(jié)控制端電流來(lái)改變占空比,達(dá)到精密穩(wěn)壓目的。
種類(lèi)
晶體管耦合器:具有較高的換能效率,高耐壓性,低輸入驅(qū)動(dòng)能力
高速集成電路輸出耦合器:它有提供高速集成光能力的接收元件,速度為1-10兆赫茲。
三端雙向可控硅耦合器:這種類(lèi)型的耦合器主要用來(lái)控制AC載荷,例如發(fā)動(dòng)機(jī)和螺線管。
光控繼電器:能轉(zhuǎn)換類(lèi)比信號(hào),因?yàn)樵谝粋€(gè)輸出處裏裝配一個(gè)MOSFET,有線性輸出特征。
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