光耦合器或光電耦合器是一種電子元件，基本上充當(dāng)具有不同電壓電平的兩個(gè)獨(dú)立電路之間的接口。光耦合器是可在輸入和輸出源之間提供電氣隔離的常用元件。它是一個(gè) 6 引腳器件，可以有任意數(shù)量的光電探測(cè)器。

在這里，光源發(fā)出的光束作為輸入和輸出之間的唯一接觸而存在。因此，我們可以在兩個(gè)電路之間具有兆歐的絕緣電阻。在兩個(gè)電路之間的電壓差相差幾千伏的高壓應(yīng)用中，這種隔離是有利的。所有此類(lèi)電子隔離器的使用都存在于信號(hào)在兩個(gè)隔離電路之間通過(guò)的所有條件下。

到目前為止，我們已經(jīng)討論了隔離電路，但在進(jìn)入任何進(jìn)一步方面之前，應(yīng)該知道它的含義。

什么是隔離電路?

隔離電路是它們之間沒(méi)有公共導(dǎo)體并保持適當(dāng)隔離的電路。

正如我們已經(jīng)意識(shí)到的那樣，信息信號(hào)中高度包含噪聲和額外的失真，這可能超出傳輸過(guò)程中輸出端邏輯電路的容差限制。光耦合器可用于在交流和直流高壓下工作。

光耦合器的結(jié)構(gòu)

光耦合器主要由紅外LED和檢測(cè)發(fā)射紅外光束的光敏器件組成。半導(dǎo)體光敏器件可以是光電二極管、光電晶體管、達(dá)林頓對(duì)、SCR或TRIAC。

讓我們看一下光耦合器的基本圖：

隔離光耦合器

紅外LED 和光敏器件封裝在單個(gè)封裝中。LED保持在輸入側(cè)，光敏材料放置在輸出側(cè)。電路開(kāi)始時(shí)連接一個(gè)電阻，用于限制電流，另一個(gè)電阻連接在電源電壓和集電極端子之間。

在繼續(xù)之前，我們先看一下光耦合器的引腳描述：

光耦合器的引腳圖

· 引腳1：陽(yáng)極

· 引腳2：陰極

· 引腳3：接地

· 引腳4：發(fā)射器

· 引腳5：收集器

· 引腳6：底座

光電晶體管的基極可從外部獲得。單個(gè)光電晶體管用于簡(jiǎn)單隔離光耦合器的輸出級(jí)。

光耦合器的工作原理

光耦合器是LED和光電二極管的組合，封裝在單個(gè)封裝中。如下圖所示，當(dāng)光耦合器的輸入側(cè)出現(xiàn)高電壓時(shí)，電流開(kāi)始流過(guò)LED。

LED驅(qū)動(dòng)光晶體管

由于此電流，LED 會(huì)發(fā)光。當(dāng)落在光電晶體管上時(shí)，這種發(fā)光會(huì)導(dǎo)致電流流過(guò)該晶體管。流過(guò)光電晶體管的電流與提供的輸入電壓成正比。如果增加輸入電阻的值，則放置在電路開(kāi)頭的輸入電阻將減少流過(guò)LED的電流量。由于LED由于該電流而發(fā)光，因此，當(dāng)電流較低時(shí)，LED的光強(qiáng)度會(huì)很低。

正如我們之前已經(jīng)討論過(guò)的，LED發(fā)射的光強(qiáng)度將等于流過(guò)光電晶體管的相應(yīng)電流。這意味著LED發(fā)出的低強(qiáng)度光將導(dǎo)致低電平電流流過(guò)光電晶體管。因此，在晶體管的集電極-發(fā)射極端產(chǎn)生變化的電壓。

這樣，來(lái)自輸入電路的輸入信號(hào)被耦合到輸出電路。

光耦合器的類(lèi)型

各種類(lèi)型的光耦合器如下圖所示：

對(duì)于直流電路的使用，主要使用光電晶體管和光電達(dá)林頓器件。在交流電的情況下，使用有源電路光可控硅和光三端雙向可控硅。

還有一些其他形式的源傳感器配置，如LED激光器，LED光電二極管，反射光耦合器，開(kāi)槽光耦合器等。

優(yōu)勢(shì)

1. 光耦合器允許與邏輯電路輕松連接。

2. 電氣隔離提供電路保護(hù)。

3. 它允許寬帶信號(hào)傳輸。

4. 體積小，設(shè)備輕巧。

1. 光耦合器的運(yùn)行速度很低。

2. 在信號(hào)功率非常高的情況下，可能會(huì)出現(xiàn)信號(hào)耦合的可能性。

應(yīng)用

1. 它用于大功率逆變器。

2. 它用于大功率斬波器。

3. 在AC-DC轉(zhuǎn)換器中，光耦合器被廣泛使用。

光耦合器的布局基本上取決于隔離電壓。為了獲得適當(dāng)?shù)膿舸╇妷?，光通道盡可能薄。

審核編輯：湯梓紅