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光电耦合器

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光电耦合器是开关电源电路中常用的器件。光电耦合器分为两种：一种为非线性光耦，另一种为线性光耦。常用的4N系列光耦属于非线性光耦常用的线性光耦是PC817A—C系列。非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的，这类光耦适合于弄开关信号的传输，不适合于传输模拟量。线性光耦的电流传输手特性曲线接进直线，并且小信号时性能较好，能以线性特性进行隔离控制。开关电源中常用的光耦是线性光耦。如果使用非线性光耦，有可能使振荡波形变坏，严重时出现寄生振荡，使数千赫的振荡频率被数十到数百赫的低频振荡依次为号调制。由此产生的后果是对彩电，彩显，VCD，DCD等等，将在图像画面上产生干扰。同时电源带负载能力下降。在彩电，显示器等开关电源维修中如果光耦损坏，一定要用线性光耦代换。常用的4脚线性光耦有PC817A----C。PC111TLP521等常用的六脚线性光耦有：TLP632TLP532PC614PC714PS2031等。常用的4N254N264N354N36是不适合用于开关电源中的，因为这4种光耦均属于非线性光耦。经查大量资料后，以下是目前市场上常见的高速光藕型号：100Kbit/S:6N138、6N139、PS87031Mbit/S:6N135、6N136、CNW135、CNW136、PS8601、PS8602、PS8701、PS9613、PS9713、CNW4502、HCPL-2503、HCPL-4502、HCPL-2530（双路）、HCPL-2531（双路）10Mbit/S:6N137、PS9614、PS9714、PS9611、PS9715、HCPL-2601、HCPL-2611、HCPL-2630（双路）、HCPL－2631（双路）光耦合器的增益被称为晶体管输出器件的电流传输比(CTR)，其定义是光电晶体管集电极电流与LED正向电流的比率(ICE/IF)。光电晶体管集电极电流与VCE有关，即集电极和发射极之间的电压。可控硅型光耦还有一种光耦是可控硅型光耦。例如：moc3063、IL420；它们的主要指标是负载能力；例如：moc3063的负载能力是100mA；IL420是300mA；光耦的部分型号型号规格性能说明4N25晶体管输出4N25MC晶体管输出4N26晶体管输出4N27晶体管输出4N28晶体管输出4N29达林顿输出4N30达林顿输出4N31达林顿输出4N32达林顿输出4N33达林顿输出4N33MC达林顿输出4N35达林顿输出4N36晶体管输出4N37晶体管输出4N38晶体管输出4N39可控硅输出6N135高速光耦晶体管输出6N136高速光耦晶体管输出6N137高速光耦晶体管输出6N138达林顿输出6N139达林顿输出MOC3020可控硅驱动输出MOC3021可控硅驱动输出MOC3023可控硅驱动输出MOC3030可控硅驱动输出MOC3040过零触发可控硅输出MOC3041过零触发可控硅输出MOC3061过零触发可控硅输出MOC3081过零触发可控硅输出TLP521-1单光耦TLP521-2双光耦TLP521-4四光耦TLP621四光耦TIL113达林顿输出TIL117TTL逻辑输出PC814单光耦PC817单光耦H11A2晶体管输出H11D1高压晶体管输出H11G2电阻达林顿输

1，光电耦合器的性能特点光耦的基本结构是将光发射器(红外发光二极管。红外LED)和光敏器(硅光电探测敏感器件)的芯片封装在同一外壳内，并用透明树脂灌封充填作光传递介质，通常将光发射器的管脚作输入端，光敏器的引脚作为输出端，当输入端加电信号时，光发射器发出的光信号通过透明树脂光导介质投射到光敏器后，转换成电信号输出，实现了以光为媒介的电→光→电信号转换传输，并在电气上是完全隔离的。光耦的主要性能特点如下：①隔离性能好，输入端与输出端完全实现了电隔离，其绝缘电阻RISO一般均能达到1010Ω以上，绝缘耐压VISO在低压时都可满足使用要求，高耐压一般能超过lkV,有的可达10kV以上。②光信号单向传输，输出信号对输入端无反馈，可有效阻断电路或系统之间的电联系，但并不切断他们之间的信号传递。③光信号不受电磁干扰，工作稳定可靠。④抗共模干扰能力强，能很好地抑制干扰并消除噪音。⑤光发射和光敏器件的光谱匹配十分理想，响应速度快，传输效率高。⑥易与逻辑电路连接。⑦无触点。寿命大。体积校耐冲击。⑧工作温度范围宽，符合工业和军用温度标准。

从应用方面看，要求光耦在不同的应用场合，具有各自相应的特性，电流传输比CTR大，线性度好，绝缘电压高，高速大容量，导通后压降校光耦的耦合效率(即CTR)和隔离特性是其主要的诱人之处，研发的产品种类可满足不同场合的需求，提高电子线路的可靠性。

2，光电耦合器作用就是：阻断信号源跟信

号接收方的电气连接，这样可以有较的阻断电气干扰。比如说PLC（工业控制器）他的所采集的外部信号要进入PLC内部就是通过光电耦合器进入的，PLC采集的信号通常是在机械处或其它强电气信号干扰严重的地方，如果不采用光电耦合器，干扰电信号进入PLC，就会影响它的正常工作，采用光电耦合器就避免了外界电气信号的干扰

3，光电耦合器原理及应用

光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。光电耦合器的种类较多，常见有光电二极管型、光电三极管型、光敏电阻型、光控晶闸管型、光电达林顿型、集成电路型等。如下图1（外形有金属圆壳封装，塑封双列直插等）。工作原理在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在一起的受光器上后，因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出，这样就实现了电一光一电的转换。基本工作特性（以光敏三极管为例）1、共模抑制比很高在光电耦合器内部，由于发光管和受光器之间的耦合电容很小（2pF以内）所以共模输入电压通过极间耦合电容对输出电流的影响很小，因而共模抑制比很高。2、输出特性光电耦合器的输出特性是指在一定的发光电流IF下，光敏管所加偏置电压VCE与输出电流IC之间的关系，当IF=0时，发光二极管不发光，此时的光敏晶体管集电极输出电流称为暗电流，一般很小。当IF>0时，在一定的IF作用下，所对应的IC基本上与VCE无关。IC与IF之间的变化成线性关系，用半导体管特性图示仪测出的光电耦合器的输出特性与普通晶体三极管输出特性相似。其测试连线如图2，图中D、C、E三根线分别对应B、C、E极，接在仪器插座上。3、光电耦合器可作为线性耦合器使用。在发光二极管上提供一个偏置电流，再把信号电压通过电阻耦合到发光二极管上，这样光电晶体管接收到的是在偏置电流上增、减变化的光信号，其输出电流将随输入的信号电压作线性变化。光电耦合器也可工作于开关状态，传输脉冲信号。在传输脉冲信号时，输入信号和输出信号之间存在一定的延迟时间，不同结构的光电耦合器输入、输出延迟时间相差很大。光电耦合器的测试1、用万用表判断好坏，如图3，断开输入端电源，用R×1k档测1、2脚电阻，正向电阻为几百欧，反向电阻几十千欧，3、4脚间电阻应为无限大。1、2脚与3、4脚间任意一组，阻值为无限大，输入端接通电源后，3、4脚的电阻很小。调节RP，3、4间脚电阻发生变化，说明该器件是好的。注：不能用R×10k档，否则导致发射管击穿。2、简易测试电路，如图（4），当接通电源后，LED不发光，按下SB，LED会发光，调节RP、LED的发光强度会发生变化，说明被测光电耦合器是好的。光电耦合器具体应用1.组成开关电路图1电路中，当输入信号ui为低电平时，晶体管V1处于截止状态，光电耦合器B1中发光二极管的电流近似为零，输出端Q11、Q12间的电阻很大，相当于开关“断开”；当ui为高电平时，v1导通，B1中发光二极管发光，Q11、Q12间的电阻变小，相当于开关“接通”．该电路因Ui为低电平时，开关不通，故为高电平导通状态．同理，图2电路中，因无信号(Ui为低电平)时，开关导通，故为低电平导通状态．2．组成逻辑电路图3电路为“与门”逻辑电路。其逻辑表达式为P=A．B.图中两只光敏管串联，只有当输入逻辑电平A=1、B=1时，输出P=1．同理，还可以组成“或门”、“与非门”、“或非门”等逻辑电路．3．组成隔离耦合电路电路如图4所示．这是一个典型的交流耦合放大电路．适当选取发光回路限流电阻Rl，使B4的电流传输比为一常数，即可保证该电路的线性放大作用。4．组成高压稳压电路电略如图5所示．驱动管需采用耐压较高的晶体管(图中驱动管为3DG27)。当输出电压增大时，V55的偏压增加，B5中发光二极管的正向电流增大，使光敏管极间电压减小，调整管be结偏压降低而内阻增大，使输出电压降低，而保持输出电压的稳定．5.组成门厅照明灯自动控制电路电路如图6所示。A是四组模拟电子开关（S1~S4）：S1，S2，S3并联（可增加驱动功率及抗干扰能力）用于延时电路，当其接通电源后经R4，B6驱动双向可控硅VT，VT直接控制门厅照明灯H；S4与外接光敏电阻Rl等构成环境光线检测电路。当门关闭时，安装在门框上的常闭型干簧管KD受到门上磁铁作用，其触点断开，S1，S2，S3处于数据开状态。晚间主人回家打开门，磁铁远离KD，KD触点闭合。此时9V电源整流后经R1向C1充电，C1两端电压很快上升到9V，整流电压经S1，S2，S3和R4使B6内发光管发光从而触发双向可控硅导通，VT亦导通，H点亮，实现自动照明控制作用。房门关闭后，磁铁控制KD，触点断开，9V电源停止对C1充电，电路进入延时状态。C1开始对R3放电，经一段时间延迟后，C1两端电压逐渐下降到S1，S2，S3的开启电压（1.5v)以下，S1，S2，S3恢复断开状态，导致B6截止，VT亦截止，H熄来，实现延时关灯功能。

就用最简单的817说一下吧，1-发光管的正极2-发光管的负极

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光电耦合器工作原理

光电耦合器工作原理

光电耦合器工作原理光电耦合器是一种能够将光信号转换为电信号或将电信号转换为光信号的器件。

它由一个光源、一个光电转换器和一个电路部分组成。

光电耦合器的工作原理是基于光电效应和电光效应。

光电效应是指当光照射到某些物质上时，光子能量被物质吸收，使得物质中的电子被激发，从而产生电流。

光电转换器是光电耦合器的核心部分，它通常由一个光敏元件和一个放大器组成。

光敏元件可以是光电二极管、光电三极管、光电场效应管等。

当光照射到光敏元件上时，光子的能量被光敏元件吸收，产生电子-空穴对。

电子-空穴对的产生导致光敏元件中的电流变化，这个电流经过放大器放大后，可以得到一个与光信号强度相关的电信号。

电光效应是指当电场作用于某些物质时，物质的折射率发生变化，从而使得光的传播速度发生改变。

电光效应可以用于将电信号转换为光信号。

在光电耦合器中，电光转换器通常由一个电光调制器和一个光源组成。

电光调制器可以是电光晶体、电光液晶等。

当电信号作用于电光调制器时，电场的变化会引起物质的折射率变化，从而改变光的传播速度。

这个光信号经过光源的辐射后，可以得到一个与电信号强度相关的光信号。

在光电耦合器中，光源和光电转换器之间通常会有一个光纤进行光的传输。

光纤是一种能够将光信号进行传输的光导波导。

光纤具有低损耗、大带宽、抗干扰等优点，因此在光电耦合器中得到了广泛应用。

光纤的传输距离可以根据需求进行调整，从几米到几十公里不等。

光电耦合器在实际应用中具有广泛的用途。

例如，在通信领域，光电耦合器可以用于光纤通信系统中的光发射和光接收；在工业自动化领域，光电耦合器可以用于光电传感器中的光源和光电转换器；在医疗设备中，光电耦合器可以用于光学成像和光学测量等应用。

总结起来，光电耦合器是一种能够将光信号和电信号相互转换的器件。

它的工作原理基于光电效应和电光效应，通过光敏元件和电光调制器实现光信号和电信号的转换。

光纤的应用使得光电耦合器具有更长的传输距离和更好的抗干扰能力。

可控硅和光电耦合器的关系

可控硅和光电耦合器的关系

可控硅和光电耦合器在电子电路中各自扮演着不同的角色，但它们之间存在一定的关系。

可控硅是一种重要的半导体元件，通常用于控制电流和电压。

在电路中，它可以作为一个开关来控制电流的流动。

由于其高效能和高稳定性，可控硅广泛应用于各种电子设备和电力系统。

光电耦合器则是由光发射器和光接收器组成的电子器件。

当光发射器受到光线照射时，它会产生光电流，该光电流通过透镜传输到光接收器。

光接收器再将光电流转换为电信号，从而实现电信号的传输和控制。

光电耦合器主要用于隔离电路中的信号传输，防止电路中的噪声和干扰对信号的影响。

虽然可控硅和光电耦合器在功能和用途上有所不同，但在某些电路中，它们可以一起使用以实现特定的控制功能。

例如，在电机控制电路中，可控硅可以用来控制电机的电源开关，而光电耦合器可以用于信号隔离，确保电机控制的准确性和稳定性。

通过协同工作，可控硅和光电耦合器能够共同实现更为复杂和高效的电子控制系统。

因此，可控硅和光电耦合器之间的关系主要体现在它们在电路中的互补作用。

通过结合两者的功能，可以实现更为精确和可靠的电子控制应用。

光电耦合器的管脚图及工作原理

光电耦合器的管脚图及工作原理

光电耦合器的管脚图及工作原理光电耦合器的作用及工作原理光电偶合器件（简称光耦）是把发光器件（如发光二极体）和光敏器件（如光敏三极管）组装在一起，通过光线实现耦合构成电—光和光—电的转换器件。

光电耦合器分为很多种类，图1所示为常用的三极管型光电耦合器原理图。

当电信号送入光电耦合器的输入端时，发光二极体通过电流而发光，光敏元件受到光照后产生电流，CE导通；当输入端无信号，发光二极体不亮，光敏三极管截止，CE不通。

对于数位量，当输入为低电平“0”时，光敏三极管截止，输出为高电平“1”；当输入为高电平“1”时，光敏三极管饱和导通，输出为低电平“ 0”。

若基极有引出线则可满足温度补偿、检测调制要求。

这种光耦合器性能较好，价格便宜，因而应用广泛。

图一最常用的光电耦合器之内部结构图三极管接收型 4脚封装图二光电耦合器之内部结构图三极管接收型 6脚封装图三光电耦合器之内部结构图双发光二极管输入三极管接收型 4脚封装图四光电耦合器之内部结构图可控硅接收型 6脚封装图五光电耦合器之内部结构图双二极管接收型 6脚封装光电耦合器之所以在传输信号的同时能有效地抑制尖脉冲和各种杂讯干扰，使通道上的信号杂讯比大为提高，主要有以下几方面的原因：（1）光电耦合器的输入阻抗很小，只有几百欧姆，而干扰源的阻抗较大，通常为105～106Ω。

据分压原理可知，即使干扰电压的幅度较大，但馈送到光电耦合器输入端的杂讯电压会很小，只能形成很微弱的电流，由于没有足够的能量而不能使二极体发光，从而被抑制掉了。

（2）光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联系，也没有共地；之间的分布电容极小，而绝缘电阻又很大，因此回路一边的各种干扰杂讯都很难通过光电耦合器馈送到另一边去，避免了共阻抗耦合的干扰信号的产生。

（3）光电耦合器可起到很好的安全保障作用，即使当外部设备出现故障，甚至输入信号线短接时，也不会损坏仪表。

因为光耦合器件的输入回路和输出回路之间可以承受几千伏的高压。

光电耦合器参数

光电耦合器参数

光电耦合器参数一、输入特性光耦合器的输入特性实际也就是其内部发光二极管的特性。

常见的参数有：1. 正向工作电压Vf（Forward Voltage）Vf是指在给定的工作电流下，LED本身的压降。

常见的小功率LED通常以If=20mA来测试正向工作电压，当然不同的LED，测试条件和测试结果也会不一样。

2. 反向电压Vr（Reverse Voltage ）是指LED所能承受的最大反向电压，超过此反向电压，可能会损坏LED。

在使用交流脉冲驱动LED时，要特别注意不要超过反向电压。

3. 反向电流Ir（Reverse Current）通常指在最大反向电压情况下，流过LED的反向电流。

4. 允许功耗Pd（Maximum Power Dissipation）LED所能承受的最大功耗值。

超过此功耗，可能会损坏LED。

5. 中心波长λp（Peak Wave Length）是指LED所发出光的中心波长值。

波长直接决定光的颜色，对于双色或多色LED，会有几个不同的中心波长值。

6. 正向工作电流If（Forward Current）If是指LED正常发光时所流过的正向电流值。

不同的LED，其允许流过的最大电流也会不一样。

7. 正向脉冲工作电流Ifp（Peak Forward Current）Ifp是指流过LED的正向脉冲电流值。

为保证寿命，通常会采用脉冲形式来驱动LED，通常LED规格书中给中的Ifp 是以0.1ms脉冲宽度,占空比为1/10的脉冲电流来计算的。

二、输出特性光耦合器的输出特性实际也就是其内部光敏三极管的特性，与普通的三极管类似。

常见的参数有：1. 集电极电流Ic（Collector Current）光敏三极管集电极所流过的电流，通常表示其最大值。

2. 集电极-发射极电压Vceo（C-E Voltage）集电极-发射极所能承受的电压。

3. 发射极-集电极电压Veco（E-C Voltage）发射极-集电极所能承受的电压4. 反向截止电流Iceo5. C-E饱和电压Vce(sat)（C-E Saturation Voltage）三、传输特性：1.电流传输比CTR（Current Transfer Radio）2.上升时间Tr （Rise Time）& 下降时间Tf（Fall Time）其它参数诸如工作温度、耗散功率等不再一一敷述。