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[图文]贴片光电耦合器简介及应用         ★★★ 【字体:
贴片光电耦合器简介及应用
作者:imefan    文章来源:方佩敏    点击数:    更新时间:2008-12-26    

  光电耦合器(以下简称光耦)是一种发光器件和光敏器件组成的光电器件。它能实现电—光—电信号的变换,并且输入信号与输出信号是隔离的。目前极大多数的光耦输入部分采用砷化镓红外发光二极管,输出部分采用硅光电二极管、硅光电三极管及光触发可控硅。这是因为峰值波长900~940nm的砷化镓红外发光二极管能与硅光电器件的响应峰值波长相吻合,可获得较高的信号传输效率。

光耦的结构
  光耦的内部结构(剖面)如图1所示。光耦输入部分大都是红外发光二极管,输出部分有不同的光敏器件,如图2所示。

  这里要说明的是,图2(c)的输入部分有两个背对背的红外发光二极管,它用于交流输入的场合;图2(d)采用达林顿输出结构,它可使输出获得较大的电流;图2(e)、2(f)的输出由光触发双向可控硅组成,它们主要用来驱动交流负载。图2(e)与图2(f)的差别是图2(f)有过零触发控制(图中的“ZC”即“过零”的意思),而图2(e)没有过零触发控制电路。

基本电路
  
光耦的基本电路如图3所示。图3(a)的负载电阻RL接在发射极及地之间,图3(b)的负载电阻RL接在电源Vdd与集电极之间。
  在图3(a)中,输入端加上Vcc电压,经限流电阻Rin后,有一定的电流IF流经红外发光二极管,IF与Vcc、发光二极管的正向压降VF及Rin的关系为:IF=(Vcc-VF)/Rin。式中的VF取1.3V。IF的最大值由资料给出(一般工作时IF≤10mA)。

  发光二极管发光后,光电三极管导通,集电极电流Ic由Vdd经光电三极管流过RL到地,使输出电压Vout=Ic×RL(或Vout=Vdd-VCE,VCE为光电三极管的管压降)。
  图3(b)的工作原理与图3(a)相同,不再重复。图3中输入、输出也可用各自的地。
  从图3(a)可以看出;输入端不加Vcc电压,输出端Vout=0V,输入端加了Vcc电压,负载得电,这个功能相当于“继电器”。如果在输入端加幅值为5V的脉冲(如图4所示),输出端Vdd=12V,RL=10kΩ,则输出的脉冲幅值接近12V,从这功一能来看,相当于“变压器”;若输入电压从0跃变到+5V,输出则从0跃变到接近12V,它又可用作电平转换。

特点及应用范围
  光耦的主要特点:输入与输出之间绝缘(绝缘电压可达数千伏);信号传输为单方向,输出信号不会对输入信号有影响;能传输模拟信号也可传输数字信号;抗干扰能力强;体积小、寿命长;由于无触头,因此抗振性强。近年来由于生产工艺改进,SMT的发展,开发出性能更好、尺寸更小的贴片式光耦,它由DIP6管脚封装改进成4管脚封装,不仅

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