光耦的工作原理

2016-11-09 12:49:24 | 人围观 | 评论:

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。
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、隔离特性
1．入出间隔离电压Vio（Isolation Voltage）
光耦合器输入端和输出端之间绝缘耐压值。
2．入出间隔离电容Cio（Isolation Capacitance）：
光耦合器件输入端和输出端之间的电容值
3．入出间隔离电阻Rio：（Isolation Resistance）
半导体光耦合器输入端和输出端之间的绝缘电阻值。
4、传输特性：
1．电流传输比光电耦合器CTR（Current Transfer Radio）
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。
2．上升时间Tr （Rise Time）& 下降时间Tf（Fall Time）
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。
其它参数诸如工作温度、耗散功率等不再一一敷述。
5、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。
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。

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