光电耦合器的工作原理详解

来源:电工天下   编辑:老电工发布时间:2022-07-04 16:47:26

有关光电耦合器的知识,光电耦合器是一种什么样的器件,这是一种通过光线实现耦合构成电-光和光-电的转换器件,光电耦合器的工作原理是什么样的,下面与电工天下小编一起来了解下。

光电耦合器的工作原理

光电偶合器件(光耦)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。光电耦合器分为很多种类,图1为常用的三极管型光电耦合器原理图。

其工作原理为:

当电信号送入光电耦合器的输入端时,发光二极体通过电流而发光,光敏元件受到光照后产生电流,CE导通;

当输入端无信号,发光二极体不亮,光敏三极管截止,CE不通。对于数位量,当输入为低电平“0”时,光敏三极管截止,输出为高电平“1”;当输入为高电平“1”时,光敏三极管饱和导通,输出为低电平“ 0”。若基极有引出线则可满足温度补偿、检测调制要求。这种光耦合器性能较好,价格便宜,应用广泛。

光电耦合器的工作原理详解

图1:最常用的光电耦合器之内部结构图(三极管接收型,4脚封装)

光电耦合器的工作原理详解

图2:光电耦合器之内部结构图(三极管接收型,6脚封装)

光电耦合器的工作原理详解

图3:光电耦合器之内部结构图(双发光二极管输入,三极管接收型,4脚封装)

光电耦合器的工作原理详解

图4:光电耦合器之内部结构图(可控硅接收型,6脚封装)

光电耦合器的工作原理详解

图5:光电耦合器之内部结构图(双二极管接收型,6脚封装)

光电耦合器在传输信号的同时能有效地抑制尖脉冲和各种杂讯干扰,使通道上的信号杂讯比大为提高,主要原因如下:

1、光电耦合器的输入阻抗很小,只有几百欧姆,而干扰源的阻抗较大,一般为105~106Ω。据分压原理可知,即使干扰电压的幅度较大,但馈送到光电耦合器输入端的杂讯电压会很小,只能形成很微弱的电流,由于没有足够的能量而不能使二极体发光,所以就会被抑制掉了。

2、光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联系,也没有共地;它们之间的分布电容极小,而绝缘电阻又很大,因此回路一边的各种干扰杂讯都很难通过光电耦合器馈送到另一边去,避免了共阻抗耦合的干扰信号的产生。

3、光电耦合器可起到很好的安全保障作用,即使外部设备出现故障,甚至输入信号线短接时,也不会损坏仪表。光耦合器件的输入回路和输出回路之间能承受几千伏的高压。

4、光电耦合器的回应速度极快,其回应延迟时间只有10μs左右,适于对回应速度要求很高的场合。

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