① 光耦在电路使用中的工作原理
光耦,即光电耦合器,
结构:一般4脚的光耦,输入端跨接的是一只led,输出端跨接的是一只光敏三级管,led和光敏三级管是被密封在一个封装中的。
原理:当在输入端加一正向导通电压,led发光,光敏三级管受光照,发射结导通,三级管相当于开关。此“开关”的通断由输入端决定。
优点:隔断输入端(控制电路)与输出端(被控制电路),避免被控制电路在工作时电压的抖动对控制端造成影响。
② 光耦所在的电路叫什么
(1) 在逻辑电路上的应用
光电耦合器可以构成各种逻辑电路,由于光电耦合专器的抗干扰属性能和隔离性能比晶体管好,因此,由它构成的逻辑电路更可靠。
(2) 作为固体开关应用
在开关电路中,往往要求控制电路和开关之间要有很好的电隔离,对于一般的电子开关来说是很难做到的,但用光电耦合器却很容易实现。
(3) 在触发电路上的应用
将光电耦合器用于双稳态输出电路,由于可以把发光二极管分别串入两管发射极回路,可有效地解决输出与负载隔离地问题。
(4) 在脉冲放大电路中的应用
光电耦合器应用于数字电路,可以将脉冲信号进行放大。
(5) 在线性电路上的应用
线性光电耦合器应用于线性电路中,具有较高地线性度以及优良地电隔离性能。
(6) 特殊场合的应用
光电耦合器还可应用于高压控制,取代变压器,代替触点继电器以及用于A/D电路等多种场合。
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③ 关于光耦电
光耦电路,即光电耦合器,其基本构造包括光发射、接收和信号放大三部分。通过输入电信号驱动发光二极管(LED),使其发出特定波长的光,光被探测器接收并转化为光电流,进一步放大后输出,实现电-光-电的转换,实现信号的输入、隔离与输出作用。
在设计光耦电路时,特别关注两个关键参数:反向电压Vr,它限制了发光二极管能承受的最大反向电压,过高的反压可能导致LED损坏,一般光耦的Vr约为5V,使用时需注意避免超出。另一个重要参数是电流传输比(CTR),它反映了光耦在直流工作条件下的电流放大能力,类似于三极管的电流放大系数,受光电流、输出电流和电源电压影响。
输入电流、输出电流和CTR的合理搭配,决定了光耦工作状态,若设计不当,可能导致电路功能受限。此外,还需注意C-E饱和电压Vce(sat)和正向工作电压Vf,它们分别反映了光敏三极管的工作状态和LED的电压特性。
光耦在模拟信号隔离中,如UART协议的电流环,由于线性度较差和温度影响,更适合于数字信号而非模拟信号。对于高频交流模拟信号,变压器隔离更为常见,但对直流信号则不适用。集成隔离放大器如ADI的AD202提供了一种解决方案,但其内部结构复杂、成本高,不适用于大规模应用。
④ 光耦的作用
光耦,又称为光电耦合器、光隔离器,是一种使用光能传输电信号的电子器件, 主要有以下四个作用:
1.电气隔离:由于光耦的工作原理是利用光信号传递电信号,因此它在输入和输出之间具有极好的隔离性能,可以防止电路间的雷电、电涌影响以及高电压对电路低电压部分的影响。
2.信号传输:光耦可以将输入端的电信号转换为光信号,通过光脉冲传输到输出端并再转换为电信号,完成信号的传输。
3.开关量控制:光耦在电路中具有开关量(如驱动继电器,三极管等)的控制功能,可以实现对另一电路的控制。
4.反馈控制:在一些开关电源和信号放大器中,光耦主要用于反馈控制,能根据反馈的光信号调整电流、电压等参数,实现电源或信号放大器工作在稳定状态。