光耦全解
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814光耦的应用-概述说明以及解释1.引言1.1 概述光耦(Optocoupler)是一种电子器件,它由发光二极管(LED)和光敏二极管(光电晶体管或光电二极管)组成。
光电二极管接收来自LED 发出的光信号,并将其转换为电信号,从而实现光与电的相互隔离与耦合。
通过这种方式,光耦可以在不同电路之间传递信号,同时有效地隔离它们,以防止信号干扰和电气噪声的影响。
光耦的应用范围非常广泛,可以用于电子设备和电路的各个方面。
它常常被用于电源隔离、信号传输、调节和控制等功能。
一方面,光耦可以实现输入与输出之间的电气隔离,从而保护接收电路免受输入电路可能带来的电气噪声、干扰或高电压的损害。
另一方面,光耦可以实现不同电平之间的信号转换,将一个电路的信号转换为另一个电路所需要的电平,以便实现不同功能的电路之间的协调和联动。
光耦在工业控制、通信设备、医疗仪器、电力系统等领域中有着重要的应用。
在工业控制领域,光耦常被用于隔离高电压和低电压电路,以确保工业设备的安全运行。
在通信设备中,光耦被广泛应用于光纤通信系统和光模块等设备中,以实现高速信号的传输和隔离。
在医疗仪器中,光耦可以实现对生物电信号的测量和隔离,确保医疗设备的安全可靠性。
在电力系统中,光耦可以用于电力调节、继电保护和故障检测等功能,确保电力传输过程中的安全和稳定。
未来,随着电子技术的不断发展和创新,光耦的应用前景将进一步扩大。
随着新型材料和制造工艺的引入,光耦的性能和可靠性将得到进一步提高。
同时,高速、高频率和大带宽的需求也将推动光耦技术的发展,使其在数据通信、光电子器件和光学传感等领域发挥更重要的作用。
此外,随着物联网、人工智能和自动驾驶等技术的普及和应用,光耦也将扮演重要角色,为这些领域的设备和系统提供可靠的隔离和传输功能。
综上所述,光耦作为一种重要的电子器件,在电子设备中具有广泛的应用。
它通过光与电的耦合,实现了不同电路之间的信号传输和隔离,保障了电路的稳定工作和可靠性。
光耦电路详解
光耦电路也称为光隔离器、光耦合器或光电耦合器,是一种将发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内的电子元件。
它的发光源通常为发光二极管,而受光器则可以是光敏二极管、光敏三极管等。
以下是关于光耦电路的一些详解:
1. 隔离作用:在电路中,尤其是低电压或高噪声敏感电路中,光耦电路用于隔离电路以防止电气碰撞机会或排除不需要的噪声。
它的内部结构使得发光源和受光器之间的空间被透明的非导电材料隔离,这样,两个独立的电路就可以通过光耦电路进行控制。
2. 工作原理:当给发光源(如LED)供电时,它会发出红外光,这束光照射到受光器(如光电晶体管)的基极上。
被激活的受光器会控制与其相连的输出电路。
这就是光耦电路如何将电信号转换为光信号,然后再转换回电信号的过程。
3. 信号放大:光电耦合器一般由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。
输入的电信号驱动发光源,使之发光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。
4. 良好的电绝缘能力和抗干扰能力:由于光耦电路的输入输出间互相隔离,因此它具有良好的电绝缘能力和抗干
扰能力。
此外,由于光耦电路的输入端属于电流型工作的低阻元件,它具有很强的共模抑制能力。
所以,它在长线传输资讯中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。
光耦工作原理
光耦工作原理是指光电隔离器(光耦合器)的工作原理,主要包括光电转换和电-光转换两个过程。
光电转换是指将输入的光信号转换为电信号的过程。
光耦中的发光二极管(LED)接收输入的光信号,当光信号照射到LED芯片上时,LED会发出电子的激发,激发的电子会受到外加电压的作用而被加速,最终在LED的p-n结处形成电子空穴对。
当电子和空穴再次结合时,会发生辐射,产生光子,将输入的光信号转换为光能。
电-光转换是指将电信号转换为光信号的过程。
光耦中的光敏三极管(光敏二极管)接收LED发出的光信号,光敏二极管中的能隙和LED发光的波长相匹配,因此能够吸收LED发出的光子。
当光子被吸收后,光能会激发光敏二极管中的电子-空穴对,并在外加电压的作用下形成电流信号。
综上所述,光耦工作原理利用LED和光敏二极管之间的光电-电光转换过程,实现了输入与输出之间的电-光隔离,保证了输入信号的有效传输和输出信号的电隔离。
这种隔离可以有效地阻止输入信号的干扰和输出信号对外界的干扰,提高电路的抗干扰性能,保证电路的稳定性和可靠性。
光耦参数详解范文光耦是一种将输入信号和输出信号以光线的形式进行隔离的电子器件。
它由一个光气室和一个光敏元件组成,通过控制输入信号使光源发出或屏蔽光线,从而控制输出信号的产生。
光耦的参数是评价其性能和适用范围的重要指标,下面对光耦的一些主要参数进行详细解释。
1.隔离电压:光耦的隔离电压是指在光气室中光线没有透过时,输入端和输出端之间可以承受的最大电压。
隔离电压越大,说明光耦具有更好的隔离效果,可以抵御更高的电压干扰。
2.电传导电流:电传导电流是指在光源未发光时,由于电耦合产生的输入端到输出端的电流。
电传导电流越小,表示光耦的隔离效果越好,输入信号不会通过电耦合效应影响输出信号。
3.触发电流:触发电流是指在光源发光时,输入端需要提供的最小电流值来触发光敏元件。
触发电流越大,说明光敏元件对光的敏感性越低,需要更大的驱动电流才能正常工作。
4.输出电流:输出电流是指光耦的输出端可以提供的最大电流值。
输出电流越大,表示光耦可以驱动更大负载的电路。
5.饱和电压降:光耦的饱和电压降是指在输出电流达到最大值时,输入端和输出端之间的电压降。
饱和电压降越小,表示光耦在负载较大时能够提供更稳定的电压输出。
6.堵塞电流:堵塞电流是指在光源未发光时,输出端到输入端存在的电流。
堵塞电流越小,表示光耦的隔离效果越好,基本可以忽略漏电流。
7.响应时间:响应时间是指光耦在输入信号变化后,输出信号达到稳定状态所需要的时间。
响应时间越短,表示光耦的响应速度越快,适用于高频率的信号传输。
8.工作温度范围:工作温度范围是指光耦能够正常工作的温度范围。
光耦应在规定的温度范围内工作,超出该范围可能会导致光耦的性能下降或损坏。
以上是一些光耦的主要参数,不同类型的光耦会有一些特殊的参数。
在选择光耦时,需要根据具体的应用需求选择合适的参数,以获得最佳的性能和可靠性。
总结起来,光耦的参数对于保障信号隔离的效果、增强电路稳定性和提高性能都起到非常重要的作用,因此在设计和选择光耦时,需要充分考虑这些参数的特点和限制。
p521光耦工作原理
光耦(Optocoupler)是一种将输入信号和输出信号通过光学隔离实现传递的电子元件。
它由发光器件(光源)、光电二极管(光敏探测器)和隔离介质三部分组成。
光耦的工作原理可以分为以下几个步骤:
1. 输入信号部分:
- 当输入的电流流过光源(例如发光二极管)时,光源被激活并发出光。
光源可以是基于LED(发光二极管)的半导体发光器件。
- 发光二极管将输入信号电流转换为相应的光强度。
2. 光学隔离部分:
- 光源产生的光穿过隔离介质,通常是透明的塑料或玻璃。
隔离介质的目的是在输入和输出之间实现光学隔离,以防止电流和电压的互相波及。
3. 输出信号部分:
- 光到达光敏探测器(例如光电二极管或光敏三极管)时,被转换成与输入信号对应的电流或电压。
- 接收到光信号后,光敏探测器工作,将光信号转化为电信号。
- 输出的电流或电压可以用于控制目标装置的工作状态。
通过上述的光学隔离方式,光耦实现了输入和输出之间的电气隔离,从而达到了隔离信号、抑制电磁干扰以及提高系统稳定
性的目的。
光耦通常应用于需要隔离控制信号和电源信号的电路,以保护设备和提高系统的安全性。
光耦全参数解释及设计注意事项光耦合器(Optocoupler)是将光电二极管和晶体管紧密结合并密封在一个封装中的一种电子元器件。
它通过光耦技术将输入信号和输出端电路进行电隔离,实现信号隔离和传输,避免了信号传输过程中的干扰,同时还能具备电隔离的安全性能。
光耦合器的参数解释:1.输入光功率(PCE):光耦合器输出端的光功率,以瓦特(W)为单位。
这个参数决定了光耦合器的灵敏度和信号传输质量,光功率越高,信号传输衰减越小。
2. 输出光通量(PCTR):光耦合器输入端产生的光通量,以流明(lm)为单位。
这个参数衡量了光电二极管的发光能力,对于需要传输长距离、低功耗的应用来说,输出光通量应该尽量大。
3.峰值波长(λp):光电二极管和光敏三极管的最佳光收集范围。
光电二极管的输入光源应该尽量接近该波长才能获得最佳的输出效果。
4.隔离电压(VISO):输入端和输出端之间的电压隔离能力,以伏特(V)为单位。
隔离电压越高,信号传输过程中受到的电压干扰越小,电源与负载之间的互连更加安全可靠。
5.工作温度范围(TC):光耦合器能够正常工作的温度范围。
在选择光耦合器时,应根据实际应用环境的温度要求来选择合适的工作温度范围,以确保稳定可靠的工作性能。
设计注意事项:1.光源选择:应根据光耦合器的峰值波长要求,选择适合的发光二极管(LED)作为输入光源。
要注意光源的发光强度和工作电流,以确保输出光功率符合要求。
2.光耦合器与负载之间的电路设计:在光耦合器的输出端与负载之间,应根据负载的特性设计合适的功率放大电路或电阻衰减电路,来改变信号的驱动能力和阻抗匹配。
这样可以提高信号传输的质量和稳定性。
3.信号传输线路的设计:应注意尽量缩短信号传输路径,减少线路中的串扰、电磁干扰和功率损耗。
使用合适的屏蔽线缆可以有效地抑制干扰。
4.光耦合器的引脚连接:在布线时,应确保输入端和输出端的引脚连接正确,且不会出现引脚交叉连接或短路的情况。
这样可以避免不正确的信号传输和元器件损坏。
光耦器件的工作原理
光耦器件是一种能够实现光电隔离的元件,常用于电气设备中以实现输入和输出信号之间的隔离和传输。
光耦器件由发光二极管(LED)和光敏三极管(光电晶体管)两部分组成,通过光的转换和传输实现输入端与输出端的电气隔离。
光耦器件的工作原理主要分为两个步骤:发光二极管发出光信号和光敏三极管接收光信号。
首先,当输入端施加电压使发光二极管正向导通时,发光二极管内部的半导体结会发出光信号。
这个发出的光信号在光耦器件中起到了传输信号的作用,光信号会穿过器件内部的隔离层,到达输出端。
其次,输出端的光敏三极管接收到发光二极管发出的光信号后,光敏三极管内的半导体结会产生一定的电流。
这个电流会随着光信号的强度而变化,实现了光信号到电信号的转换。
从而实现了输入端信号到输出端信号的隔离和传输。
光耦器件在电气设备中起到了重要的作用,它能够有效地隔离输入端和输出端的电气信号,避免了信号的干扰和传输中可能发生的电气隔离问题。
同时,光耦器件还具有体积小、响应速度快、工作可靠、耐高温等优点,使其在各种电路设计中得到广泛应用。
总的来说,光耦器件通过光的转换和传输原理实现了输入端到输出端信号的隔离和传输,为电气设备的安全运行和信号传输提供了有效的技术支持。
其工作原理简单清晰,应用广泛,对于提高电路设计的稳定性和可靠性具有重要的意义。
1。
光耦的原理及使用方法光耦,又称光电耦合器,是一种将光信号转换为电信号的器件。
其主要由发光二极管和光敏三极管(光探测器)组成,通过光的作用来实现输入和输出电信号的隔离,常用于电气设备之间的隔离和信号传输。
原理光耦的工作原理基于光电效应和PN结的导电性质。
当发光二极管受到电流激励时,会发出光信号,经过隔离区域后,光信号照射到光敏三极管上,使其产生电流输出。
这种通过光信号来控制输出电信号的方式,实现了输入和输出电路的隔离,有效地阻止了信号的干扰、噪声和反馈。
使用方法1. 连接方式光耦一般有4个引脚,分别为发光二极管的阴极、发光二极管的阳极、光敏三极管的集电极和光敏三极管的发射极。
在使用时,需要根据电路的要求正确连接这4个引脚,并注意避免接错引脚,避免损坏器件。
2. 输入电流和输出电流发光二极管的工作电流和光敏三极管的输出电流是使用光耦时需要考虑的重要参数。
合理选择工作电流,可以使发光二极管正常发光,保证光电转换的有效性;而输出电流则直接影响光敏三极管的输出信号强度,需要根据实际需求选择相应的光敏三极管。
3. 工作环境光耦对工作环境的要求相对较高,因为光信号的传输受到环境光线和杂散光线的影响。
在使用光耦时,需要尽量避免直射太阳光和其他强光源的直接照射,以确保光信号的稳定传输和输出。
4. 应用领域光耦广泛用于电气设备中的隔离、传输和控制领域,例如在继电器控制、电压测量、开关控制等方面有着重要的应用。
其隔离和安全性能使其成为电子电路中不可或缺的重要组件之一。
结语光耦作为一种光电耦合器件,通过光的作用实现电信号的隔离传输,为电子电路的设计和应用提供了便利。
掌握光耦的工作原理及使用方法,能够更好地应用于实际工程中,实现信号的有效传输和隔离,提升电路的稳定性和安全性。
光耦参数详解(二)光耦参数详解1. 光耦的定义与作用•光耦是一种电光转换器件,能将电信号转换为光信号,或将光信号转换为电信号。
•光耦常用于电气隔离、信号传输与控制等领域。
2. 光耦的组成结构•发光二极管(LED):将电信号转换为光信号的光源。
•光敏二极管(PD):将光信号转换为电信号的光电探测器。
3. 光耦的参数•额定电压(V_CE或V_F):在给定电流下,LED或PD的额定工作电压。
•最大电流(I_Fmax或I_Dmax):LED或PD可承受的最大电流。
•隔离电压(V_ISO):光耦在工作时不会导通或击穿的电压。
•光耦容忍功率(P_Diss):光电转换过程中产生的热量。
•响应时间:光耦从输入到输出的响应的时间延迟。
•器件封装:光耦常见的封装形式,如SMD、DIP等。
4. 典型的光耦应用•电气隔离:将高电压与低电压电路之间进行隔离,以防止电气干扰和触及危险电压。
•信号传输:将信号从一个电路传输到另一个电路,如从模拟信号到数字信号的转换。
•控制应用:在自动化系统中,光耦可用于实现信号的隔离和控制。
5. 光耦的优缺点•优点:–电气隔离能力强,可有效防止电气干扰和触及危险电压。
–封装形式多样,适用于不同的应用场景。
–响应时间快,可实现高速信号传输。
•缺点:–电气特性易受温度和工作条件的影响。
–光敏元件易受光源波长和光强的影响。
6. 如何选择光耦•根据应用需求确定电气隔离等级和功率要求。
•需要考虑工作温度范围和环境条件。
•选择适合的封装形式,方便与其他元件进行连接和安装。
7. 小结光耦是一种重要的电光转换器件,具有广泛的应用价值。
了解光耦的参数和特性,能够更好地选择适合的光耦并合理应用于实际场景中,实现电路的隔离和信号传输。
希望本文对读者理解光耦有所帮助。
(完整word版)光耦原理介绍光电耦合器TLP521是可控制的光电藕合器件,光电耦合器广泛作用在电脑终端机,可控硅系统设备,测量仪器,影印机,自动售票,家用电器,如风扇,加热器等电路之间的信号传输,使之前端与负载完全隔离,目的在于增加安全性,减小电路干扰,减化电路设计。
东芝TLP521-1,-2和-4组成的砷化镓红外发光二极管耦合到光三极管。
该TLP521-2提供了两个孤立的光耦8引脚塑料封装,而TLP521-4提供了4个孤立的光耦中16引脚塑料DIP封装集电极-发射极电压:55V(最小值)经常转移的比例:50 %(最小)隔离电压:2500 Vrms (最小)图1 TLP521 TLP521-2 TLP521-4 光藕内部结构图及引脚图图2 TLP521-2 光电耦合器引脚排列图Characteristic 参数Symbol符号Rating 数值Unit单位TLP521?1 TLP521?2 TLP521?4LEDForward current 正向电流IF 70 50 mA Forward current derating 正向电流减率ΔIF/℃?0.93(Ta≥50℃)?0.5(Ta≥25℃)mA/℃Pulse forward current 瞬间正向脉冲电流IFP 1 (100μ pulse, 100pps) A Reverse voltage 反向电压VR 5 V Junction temperature 结温Tj 125 ℃接收侧Collector?emitter voltage 集电极发射极电压VCEO 55 V Emitter?collector voltage 发射极集电VECO 7 V注:使用连续负载很重的情况下(如高温/电流/温度/电压和重大变化等),可能会导致本产品的可靠性下降明显甚至损坏。
Recommended Operating Conditions建议操作条件*1: Ex. rank GB: TLP521?1 (GB)(Note): Application type name for certification test, please use standard product type name, i.e.TLP521?1 (GB): TLP521?1, TLP521?2 (GB): TLP521?2Individual Electrical Characteristic 单独的电气特性参数(Ta = 25℃)Coupled Electrical Characteristic 耦合电气特性参数s(Ta = 25℃)Switching Characteristic 开关特性参数(Ta = 25℃)Characteristic 参数Symbol 符号Test Condition 测试条件Min最小Typ典型Max最大Unit单位Rise time 上升时间trVCC=10V IC=2mA RL=100?— 2 —μs Fall time下降时间tf — 3 —Turn?on time 开启时间ton — 3 —Turn?off time 关断时间toff — 3 —Turn?on time 开启时间tONRL = 1.9kΩ (Fig.1) VCC = 5V, IF= 16mA— 2 —μs S torage time 存储时间ts —15 —Turn?off time 关断时间tOFF —25 —图3 TLP521-1 封装图图4 TLP521-2 封装图图5 TLP521-4 封装图图6 开关时间测试电路特性曲线图:应用电路:图7 打开或关闭12V直流电动机的TTL控制信号输入电路图74HC04 特性:缓冲输入传输延迟(典型值): 6ns at V CC = 5V, C L = 15pF, T A= 25°C扇出(驱动)能力: (在温度范围内)- 标准输出 . . . . . . . . . . . . . . . 10 LSTTL Loads- 总线驱动 . . . . . . . . . . . . . . . 15 LSTTL Loads ?宽工作温度范围 . . . –55°C to 125°C对称的传输延迟和转换时间相对于LSTTL逻辑IC,功耗减少很多HC Types- 工作电压:2V到6V- 高抗扰度: N IL = 30%, N IH= 30% of V CC at V CC = 5VHCT Types- 工作电压:4.5V到5.5V- 兼容直接输入LSTTL逻辑信号, V IL= 0.8V (Max), V IH = 2V (Min)- 兼容CMOS逻辑输入, I l1μA at V OL, V O该74HC04/74HCT04是高速CMOS器件,低功耗肖特基的TTL(LSTTL)电路。
光耦知识讲解光藕讲解目录一、关键词31、电流传输比32、光耦合器的技术参数3二、光耦合器的类型及性能特点41、光耦合器的类型42、光耦合器的性能特点6三、线性光耦合器的产品分类及选取原则61、线性光耦合器的产品分类 62、线性光耦合器的选取原则 7四、线性光耦合器应用举例8一、关键词1、光耦合器(optical coupler,英文缩写为OC)亦称光电隔离器或光电耦合器,简称光耦。
它是以光为媒介来传输电信号的器件,通常把发光器(红外线发光二极管LED)与受光器(光敏半导体管)封装在同一管壳内。
当输入端加电信号时发光器发出光线,受光器接受光线之后就产生光电流,从输出端流出,从而实现了“电—光—电”转换。
普通光耦合器只能传输数字(开关)信号,不适合传输模拟信号。
近年来问世的线性光耦合器能够传输连续变化的模拟电压或模拟电流信号,使其应用领域大为拓宽。
2、电流传输比(Current transfer ratio , 英文缩写为CTR)通常用直流电流传输比来表示。
当输出电压保持恒定时,它等于直流输出电流I C与直流输入电流I F的百分比。
其公式为:3、光耦合器的技术参数:1、发光二极管正向压降V;F;2、正向电流IF3、电流传输比CTR;4、输入级与输出级之间的绝缘电阻;;5、集电极-发射极反向击穿电压V(BR)CEO6、集电极-发射极饱和压降VCE(sat);此外,在传输数字信号时还需考虑上升时间、下降时间、延迟时间和存储时间等参数。
注:采用一只光敏三极管的光耦合器,CTR的范围大多为20%~300%(如4N35),而PC817则为80%~160%,达林顿型光耦合器(如4N30)可达100%~5000%。
这表明欲有某种获得同样的输出电流,后者只需较小的输入电流。
因此,CTR参数与晶体管的hFE 相似之处。
线性光耦合器与普通光耦合器典型的CTR-I特性曲线,分别如图2中的虚线F和实线所示。
由图2可见,普通光耦合器的CTR-I F特性曲线呈非线性,在I F较小时的非线性失真尤为严重,因此它不适合传输模拟信号。
光耦的作用及工作原理
光耦,也称光电耦合器或光电隔离器,是一种用于电气信号传输的电子器件。
它的作用是实现输入信号与输出信号之间的电气隔离,以免输入信号对输出端产生干扰或损坏。
光耦主要通过光电效应将输入信号转换为光信号,然后再将光信号转换回电信号输出。
光耦一般由两个主要部分组成:光电二极管和光敏三极管(也被称为光控晶体管)。
当输入信号施加到光耦的输入端时,光电二极管会将电信号转换为相应的光信号。
光信号经过光隔离层后,被光敏三极管感光电流的基极吸收。
光敏三极管的基极电流将控制其集电极-发射极电流,从而实现光信号到电信号的再次转换。
在光耦的工作过程中,光耦的输入端与输出端是通过光传导材料(如光纤或光导纤维等)隔离的,因此可以有效地隔离输入信号与输出信号之间的电气噪声和干扰。
此外,光敏元件具有较高的电阻和电容值,可以提供良好的输入/输出隔离效果,同时具备较快的响应速度。
光耦的应用非常广泛,在各种电气设备中都有重要的作用。
它们常被用于电力系统中的开关电源、模拟转数去耦器、数字隔离器等。
此外,光耦还广泛应用于电气控制系统、测量仪器等领域,用于实现输入和输出信号的隔离与传输。
总而言之,光耦通过光电效应实现输入信号到光信号再到电信
号的转换,以实现输入信号与输出信号的电气隔离。
它们的工作原理简单且可靠,被广泛应用于各种电气设备中。
光耦工作原理1. 引言光耦是一种将电信号和光信号进行转换的器件,广泛应用于电气领域中的隔离、控制等方面。
在工作原理上,光耦利用光电效应来实现光信号和电信号的相互转换。
本文将介绍光耦的基本构造和工作原理,以及一些常见的应用场景。
2. 光耦的基本构造光耦由光电二极管和光敏三极管组成,其中光电二极管用于接收光信号,而光敏三极管则产生电信号。
两者通过光学耦合来实现信息的传递。
3. 光耦的工作原理光耦的工作原理基于光电效应。
当光照射到光电二极管上时,光子会激发出电子,并在二极管中形成电流。
这个电流会经过放大和滤波等处理后,作为输入信号传送到光敏三极管。
光敏三极管在接收到输入信号后,会根据电流的大小控制输出电流的强弱。
当输入信号大于某一阈值时,输出电流为高电平;当输入信号小于阈值时,输出电流为低电平。
在光耦的光学耦合部分,光电二极管和光敏三极管之间通过透明的绝缘材料相连,以有效隔离电气和光学系统。
4. 光耦的工作特点光耦具有以下几个特点:•隔离性:光耦通过光学耦合的方式实现输入信号和输出信号的隔离,可以避免电气信号的相互干扰。
•快速响应:光电二极管可以对光信号进行快速响应,使其成为一种适用于高速传输的器件。
•低功耗:光敏三极管的输出电流较小,因此在功耗方面相对较低。
•高分辨率:光耦的输出电流较小,可以实现较高的精度和分辨率。
5. 光耦的应用场景光耦作为一种重要的电子器件,在许多应用场景中得到了广泛应用。
以下是光耦的一些常见应用场景:•隔离传输:光耦可以实现电源与控制电路之间的隔离传输,保证电路的安全和稳定性。
•电气控制:在工业自动化系统中,光耦可以用于控制开关电路,实现信号的隔离和控制。
•逻辑电平转换:光耦可以将低电平信号转换为高电平信号,实现电平的逻辑转换。
•通信设备:光耦可以用于光纤通信设备中,实现光信号和电信号的相互转换。
•电能计量:光耦可以用于电能表中,实现电量的测量和计量。
6. 光耦的未来发展随着科技的不断进步,光耦技术也在不断发展。
详解光耦光耦全称光耦合器(opticalcoupler,英文缩写为OC),亦称光电隔离器或光电耦合器。
它是以光为媒介来传输电信号的器件,通常把发光器(红外线发光二极管LED)与受光器(光敏半导体管)封装在同一管壳内。
当输入端加电信号时发光器发出光线,受光器接受光线之后就产生光电流,从输出端流出,从而实现了“电—光—电”转换。
以光为媒介把输入端信号耦合到输出端的光电耦合器,由于它具有体积小、寿命长、无触点,抗干扰能力强,输出和输入之间绝缘,单向传输信号等优点,在数字电路上获得广泛的应用。
光耦的工作原理光耦以光为媒介传输电信号。
它对输入、输出电信号有良好的隔离作用,所以,它在各种电路中得到广泛的应用。
目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。
光耦合器一般由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。
输入的电信号驱动发光二极管(LED),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。
这就完成了电—光—电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。
由于光耦合器输入输出间互相隔离,电信号传输具有单向性等特点,因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。
所以,它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。
在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件,可以大大提高计算机工作的可靠性。
又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件,因而具有很强的共模抑制能力。
光耦的优点光耦合器的主要优点是:信号单向传输,输入端与输出端完全实现了电气隔离,输出信号对输入端无影响,抗干扰能力强,工作稳定,无触点,使用寿命长,传输效率高。
光耦合器是70年代发展起来产新型器件,现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。
在单片开关电源中,利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路,通过调节控制端电流来改变占空比,达到精密稳压目的。
光耦的结构原理工作原理光电耦合器(Optocoupler)是一种能够将输入信号转换为光信号,然后再将光信号转换为输出信号的电子器件。
它通常由发光二极管(LED)和光敏三极管(光电晶体管或光电二极管)通过共享一个透明的光耦合材料(例如光导纤维或光导胶)实现。
光耦的结构主要由以下组成部分构成:1. 发光二极管(LED):发光二极管是将电流转换为光信号的器件。
当正向偏置电流通过LED时,它会发射出特定波长的光。
不同类型的LED发射不同波长的光,例如红色、绿色、蓝色等。
2. 光敏三极管:光敏三极管是将光信号转换为电流或电压信号的器件。
它通常由光电晶体管或光电二极管构成。
当光照射到光敏三极管时,光能量激发电子,形成电流或电压输出。
3. 共享透明的光耦合材料:发光二极管和光敏三极管之间的光信号传输通常通过透明的光耦合材料实现。
这个材料可以是光导纤维、光导胶等,它具有较好的光传导性能,能够有效地将发光二极管发射出的光信号传输给光敏三极管。
光耦的工作原理主要包括两个过程:1. 发光过程:当光电耦合器的输入端施加一个正向的电流时,发光二极管将受到激活,并发射出光信号。
光信号的波长取决于发光二极管使用的材料,例如红光LED、绿光LED等。
2. 光电转换过程:当发射的光信号通过透明的光耦合材料传输到光敏三极管时,光敏三极管中的光敏区域将受到光信号的照射,并且将光信号转换为电流或电压信号。
这个电流或电压信号可以在输出端被检测到,从而完成信号的转换。
光耦的工作原理基于光电效应和半导体器件的特性。
在发光二极管中,当正向电流通过半导体结构时,电子和空穴会进行复合过程,释放出能量并发射光子。
而在光敏三极管中,当光照射到光敏区域时,光子将激活光敏区域中的电子,并形成电流或电压输出。
光耦的工作原理使得它在多种应用场景中发挥重要作用。
例如,在电力电子领域,光耦可以用于隔离高电压和低电压电路,以保护低电压电路免受高电压干扰。
此外,光耦也广泛应用于数字和模拟信号的隔离、电源调节、脉冲锁定等功能中。
什么是光耦?
光耦全称是光耦合器,英文名字是:optical coupler,英文缩写为OC,亦称光电隔离器,简称光耦。
光耦的结构是什么样的?
光耦隔离就是采用光耦合器进行隔离,光耦合器的结构相当于把发光二极管和光敏(三极)管封装在一起。
为什么要使用光耦?
发光二极管把输入的电信号转换为光信号传给光敏管转换为电信号输出,由于没有直接的电气连接,这样既耦合传输了信号,又有隔离干扰的作用。
光耦爱坏吗?
只要光耦合器质量好,电路参数设计合理,一般故障少见。
如果系统中出现异常,使输入、输出两侧的电位差超过光耦合器所能承受的电压,就会使之被击穿损坏。
光耦的参数都有哪些?是什么含义?
1、CTR:电流传输比
2、Isolation Voltage:隔离电压
3、Collector-Emitter Voltage:集电极-发射极电压
CTR:发光管的电流和光敏三极管的电流比的最小值
隔离电压:发光管和光敏三极管的隔离电压
的最小值
集电极-发射极电压:集电极-发射极之间的耐压值的最小值
光耦什么时候导通?什么时候截至?
关于TLP521-1的光耦的导通的试验报告
要求:
3.5v~24v 认为是高电平,0v~1.5v认为是低电平
思路:
1、0v~1.5v认为是低电平,利用串接一个二极管1N4001的压降0.7V+光耦的LED的压降,吃掉1.4V左右;
2、24V是最高电压,不能在最高电压的时候,光耦通过的电流太大;所以选用2K的电阻;光耦工作在大概10mA的电流,可以保证稳定可靠工作n年以上;
3、3.5V以上是高电平,为了尽快进入光敏
三极管的饱和区,要把光耦的光敏三极管的上拉电阻加大;因此选用10K;同时要考虑到ctr最小为50%;
电路:
1、发光管端:
实验室电源(0~24V)
->2K->1N4001->TLP521-1(1)->TLP521-1 (2)-gnd1
2、光敏三极管:
实验室电源(DC5V)
->10K->TLP521-1(4)->TLP521-1(3)-gnd2 3、万用表
直流电压挡20V
万用表+ -> TLP521-1(4)
万用表- -> TLP521-1(3)
试验结果
输入电源万用表电压(V)
1.3V 5
1.5V 4.8
1.7V 4.41
1.9V 3.58
2.1V 2.94
2.3V 1.8
2.5V 0.58
2.7V 0.2
2.9V 0.19
3.1V 0.17
3.3V 0.16
3.5V 0.16
5V 0.13
24V 0.06
思考题:光耦的CTR(电流传输比)是什么含义?
思考题:
1、光耦的CTR(电流传输比)是什么含义?
2、CTR与上拉电阻和光耦的光敏三极管之间与饱和导通或者截至之间的关系;
参考资料:TLP521-1的CTR为50%(最小值);
TLP521-1的长相
TLP521-1的长相
光藕的电流传输比
电流传输比是光藕的重要参数,通常用直流电流传输比来表示。
其条件是:当输出电压保持恒定时,等于直流输出电流IC与直流输入电流IF的百分比,说明要获得同样的输出电流IC,电流传输比越大,需要的输入电流IF越小。
这表明光藕器件的最主要特征是电流型器件。
老树老师对吗?
光耦的分类:
1、低速光耦
2、高速光耦
3、线性光耦
线性光耦原理与电路设计【转】
大部分的光耦都是低速光耦
最著名的当然是TLP521-1;
PC817、814等也是经常使用的光耦;
高速光耦最著名也最便宜的是6N137
在通讯电路设计中,光耦是经常见到的;
TLP521-1可以用到9600~19200;
限流电阻是1K;上拉电阻是1K;
6N137可以到10M;但是6N137需要按照
datasheet来接它的外部电路才能达到10M 的速度;
6N137的内部和典型电路
6N137的内部结构
6N137的使用注意点:
1、高速光耦的驱动LED的电流要求比较大,LED的压降也比较大,在5V情况下,限流电阻我选择的是680欧姆;
2、上拉电阻需要调整到1K或者更小才能达到10M的速度;(印象记忆中)
还有一种特殊的光耦,内部有2个发光管
如果把这个电路的光耦换成了PC814
那么,DI+和DI-互换就无所谓了;
常见之高速光藕型号
常见之高速光藕型号[zt]
经查大量资料后,总结出目前市场上常见之高速光藕型号供大家选择:
100K bit/S:
6N138、6N139、PS8703
1M bit/S:
6N135、6N136、CNW135、CNW136、PS8601、PS8602、PS8701、PS9613、PS9713、CNW4502、HCPL-2503、HCPL-4502、HCPL-2530(双路)、HCPL-2531
(双路)
10M bit/S:
6N137、PS9614、PS9714、PS9611、PS9715、HCPL-2601、HCPL-2611、HCPL-2630(双路)、HCPL-2631(双路)
另外,台湾COSMO公司的KP7010在RL
选值为300欧左右时,我根据其数据手册所载数值计算,速率可达100Kbit/S,且为6脚封装,比同级的6N138、6N139小巧,价格也较低。