光耦合器(opticalcoupler equipment,英文缩写为OCEP)亦称光电隔离器或光电耦合器,简称光耦。它是把发光器件(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,从而起到输入、输出、隔离的作用。接下来文中将简单介绍光耦的主要参数及分类,一起来看看吧!
光耦主要的参数
1、反向电流IR:在被测管两端加规定反向工作电压VR时,二极管中流过的电流。
2、反向击穿电压VBR:被测管通过的反向电流IR为规定值时,在两极间所产生的电压降。
3、正向压降VF:二极管通过的正向电流为规定值时,正负极之间所产生的电压降。
4、正向电流IF:在被测管两端加一定的正向电压时二极管中流过的电流。结电容CJ:在规定偏压下,被测管两端的电容值。
5、反向击穿电压V(BR)CEO:发光二极管开路,集电极电流IC为规定值,集电极与发射集间的电压降。
6、输出饱和压降VCE(sat):发光二极管工作电流IF和集电极电流IC为规定值时,并保持IC/IF≤CTRmin时(CTRmin在被测管技术条件中规定)集电极与发射极之间的电压降。
7、反向截止电流ICEO:发光二极管开路,集电极至发射极间的电压为规定值时,流过集电极的电流为反向截止电流。
8、电流传输比CTR:输出管的工作电压为规定值时,输出电流和发光二极管正向电流之比为电流传输比CTR。
9、脉冲上升时间tr,下降时间tf:光耦合器在规定工作条件下,发光二极管输入规定电流IFP的脉冲波,输出端管则输出相应的脉冲波,从输出脉冲前沿幅度的10%到90%,所需时间为脉冲上升时间tr。从输出脉冲后沿幅度的90%到10%,所需时间为脉冲下降时间tf。
10、传输延迟时间tPHL,tPLH:从输入脉冲前沿幅度的50%到输出脉冲电平下降到1.5V时所需时间为传输延迟时间tPHL。从输入脉冲后沿幅度的50%到输出脉冲电平上升到1.5V时所需时间为传输延迟时间tPLH。
11、入出间隔离电容CIO:光耦合器件输入端和输出端之间的电容值。
12、入出间隔离电阻RIO:半导体光耦合器输入端和输出端之间的绝缘电阻值。
13、入出间隔离电压VIO:光耦合器输入端和输出端之间绝缘耐压值。
光耦的分类
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。非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的,这类光耦适合于开关信号的传输,不适合于传输模拟量。常用的4N系列光耦属于非线性光耦。
线性光耦的电流传输特性曲线接近直线,并且小信号时性能较好,能以线性特性进行隔离控制。常用的线性光耦是PC817A—C系列。
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:LP632TLP532PC614PC714PS2031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。
由于光电耦合器的品种和类型非常多,在光电子DATA手册中,其型号超过上千种,通常可以按以下方法进行分类:
(一)按光路径分,可分为外光路光电耦合器(又称光电断续检测器)和内光路光电耦合器。外光路光电耦合器又分为透过型和反射型光电耦合器。
(二)按输出形式分,可分为:
1、光敏器件输出型,其中包括光敏二极管输出型,光敏三极管输出型,光电池输出型,光可控硅输出型等。
2、NPN三极管输出型,其中包括交流输入型,直流输入型,互补输出型等。
3、达林顿三极管输出型,其中包括交流输入型,直流输入型。
4、逻辑门电路输出型,其中包括门电路输出型,施密特触发输出型,三态门电路输出型等。
5、低导通输出型(输出低电平毫伏数量级)。
6、光开关输出型(导通电阻小于10Ω)。
7、功率输出型(IGBT/MOSFET等输出)。
8,光敏电阻型(通过光,控制输出电阻,输出电阻可以双向,可以交流,改变了PC817之类只能一个方向的不便,纯电阻材料,无极性输出,如LCR-0202)
光耦在电力电子通信、传统工业中应用非常广泛。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。
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