① 光耦在電路使用中的工作原理
光耦,即光電耦合器,
結構:一般4腳的光耦,輸入端跨接的是一隻led,輸出端跨接的是一隻光敏三級管,led和光敏三級管是被密封在一個封裝中的。
原理:當在輸入端加一正向導通電壓,led發光,光敏三級管受光照,發射結導通,三級管相當於開關。此「開關」的通斷由輸入端決定。
優點:隔斷輸入端(控制電路)與輸出端(被控制電路),避免被控制電路在工作時電壓的抖動對控制端造成影響。
② 光耦所在的電路叫什麼
(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,由於光電耦合專器的抗干擾屬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,對於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。
(3) 在觸發電路上的應用
將光電耦合器用於雙穩態輸出電路,由於可以把發光二極體分別串入兩管發射極迴路,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
光電耦合器應用於數字電路,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於線性電路中,具有較高地線性度以及優良地電隔離性能。
(6) 特殊場合的應用
光電耦合器還可應用於高壓控制,取代變壓器,代替觸點繼電器以及用於A/D電路等多種場合。
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③ 關於光耦電
光耦電路,即光電耦合器,其基本構造包括光發射、接收和信號放大三部分。通過輸入電信號驅動發光二極體(LED),使其發出特定波長的光,光被探測器接收並轉化為光電流,進一步放大後輸出,實現電-光-電的轉換,實現信號的輸入、隔離與輸出作用。
在設計光耦電路時,特別關注兩個關鍵參數:反向電壓Vr,它限制了發光二極體能承受的最大反向電壓,過高的反壓可能導致LED損壞,一般光耦的Vr約為5V,使用時需注意避免超出。另一個重要參數是電流傳輸比(CTR),它反映了光耦在直流工作條件下的電流放大能力,類似於三極體的電流放大系數,受光電流、輸出電流和電源電壓影響。
輸入電流、輸出電流和CTR的合理搭配,決定了光耦工作狀態,若設計不當,可能導致電路功能受限。此外,還需注意C-E飽和電壓Vce(sat)和正向工作電壓Vf,它們分別反映了光敏三極體的工作狀態和LED的電壓特性。
光耦在模擬信號隔離中,如UART協議的電流環,由於線性度較差和溫度影響,更適合於數字信號而非模擬信號。對於高頻交流模擬信號,變壓器隔離更為常見,但對直流信號則不適用。集成隔離放大器如ADI的AD202提供了一種解決方案,但其內部結構復雜、成本高,不適用於大規模應用。
④ 光耦的作用
光耦,又稱為光電耦合器、光隔離器,是一種使用光能傳輸電信號的電子器件, 主要有以下四個作用:
1.電氣隔離:由於光耦的工作原理是利用光信號傳遞電信號,因此它在輸入和輸出之間具有極好的隔離性能,可以防止電路間的雷電、電涌影響以及高電壓對電路低電壓部分的影響。
2.信號傳輸:光耦可以將輸入端的電信號轉換為光信號,通過光脈沖傳輸到輸出端並再轉換為電信號,完成信號的傳輸。
3.開關量控制:光耦在電路中具有開關量(如驅動繼電器,三極體等)的控制功能,可以實現對另一電路的控制。
4.反饋控制:在一些開關電源和信號放大器中,光耦主要用於反饋控制,能根據反饋的光信號調整電流、電壓等參數,實現電源或信號放大器工作在穩定狀態。