光電耦合器的工作原理 光電耦合器是一種把紅外光發(fā)射器件和紅外光接受器件以及信號處理電路等封裝在同一管座內(nèi)的器件。當輸入電信號加到輸入端發(fā)光器件LED上，LED發(fā)光，光接受器件接受光信號并轉(zhuǎn)換成電信號，然后將電信號直接輸出，或者將電信號放大處理成標準數(shù)字電平輸出，這樣就實現(xiàn)了“電－光－電”的轉(zhuǎn)換及傳輸，光是傳輸?shù)拿浇椋蚨斎攵伺c輸出端在電氣上是絕緣的，也稱為電隔離。 光電耦合器，是近幾年發(fā)展起來的一種半導體光電器件，由于它具有體積小、壽命長、抗干擾能力強、工作溫度寬及無觸點輸入與輸出在電氣上完全隔離等特點，被廣泛地應用在電子技術(shù)領域及工業(yè)自動控制領域中，它可以代替繼電器、變壓器、斬波器等，而用于隔離電路、開關電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換、邏輯電路、過流保護、長線傳輸、高壓控制及電平匹配等。 光電耦合器電路圖（一）開關電路 對于開關電路，往往要求控制電路和開關電路之間要有很好的電隔離，這對于一般的電子開關來說是很難做到的，但采用光電耦合器就很容易實現(xiàn)了。圖中（a）所示電路就是用光電耦合器組成的簡單開關電路。 在圖中，當無脈沖信號輸入時，三極管BG處于截止狀態(tài)，發(fā)光二極管無電流流過不發(fā)光，則a、b兩端電阻非常大，相當于開關“斷開”。當輸入端加有脈沖信號時，BG導通，發(fā)光二極管發(fā)光，則a、b兩端電阻變得很小，相當于開關“接通”。故稱無信號時開關不通，為常開狀態(tài)。 圖46—4中（b）所示電路則為“帶閉”狀態(tài)，因為無信號輸入時，雖BG截止，但發(fā)光二極管有電流通過而發(fā)光，使a、b 圖46-4 兩端處于導通狀態(tài)，相當于開關“接通”。當有信號輸入時，BG導通，由于BG的集電結(jié)壓降在0．3V以下，遠小于發(fā)光二極管的正向?qū)妷?，所以發(fā)光二極管無電流流過不發(fā)光，則a、b兩端電阻極大，相當于開關“斷開”，故稱“常閉”式。 可見，開關a、b端在電路中不受電位高低的限制，但在使用中應滿足a端電位為正，b端為負，并使Uab＞3V為好，同時還應注意Uab應小于光電三極管的BVceo。 依據(jù)圖46—4的原理，光電耦合器可以組成如圖46—5中（a）、（b）等多種形式。 圖46-5 圖中（a）為單刀雙擲開關電路，其中外接二極管D的作用，是保證輸入正脈沖信號時“od”組接通，“ob”組關斷。圖中（b）為雙刀雙擲開關電路，無輸入信號時，BG截止，“ob”與“od”組斷開，“oa”與“oc”組接通；BG導通（即有信號輸入時），“ob”與“od”組接通，而“oa”與“oc”組斷開。它們適于自動控制和遙控設備中使用。 光電耦合器電路圖（二）光耦合的可控硅開關電路 圖46—6中（a）所示電路為光耦合器構(gòu)成的可控硅開關電路?？煽毓鑃CR的觸發(fā)電壓取自電阻R，其大小由通過光電三極管的電流決定，直接由輸入電壓控制。該電路簡單，控制端與輸出端有可靠的電隔離。 圖46-6 圖中（b）所示電路，為控制負載為純電阻（如白熾燈泡）的開關電路，圖中R1的阻值由下式確定：R1＝V/1．2A，1．2A為雙向開關的額定電流。當主電網(wǎng)電壓為220V時，V＝/2·220=308V，則R1=308/1．2=250Ω．所以，可控硅SCR的規(guī)格應依R1的大小進行選擇。 當開關電路的負載為感性負載（如電動機等），則由于流過感性負載（線圈）的電流與電壓的相位不同，需增加相應元件，方能保證開關電路的正常工作，如圖46-6所示。 光電耦合器電路圖（三）光耦組成高壓穩(wěn)壓電路 電略如圖5所示．驅(qū)動管需采用耐壓較高的晶體管（圖中驅(qū)動管為3DG27）。當輸出電壓增大時，V55 的偏壓增加，B5中發(fā)光二極管的正向電流增大，使光敏管極間電壓減小，調(diào)整管be結(jié)偏壓降低而內(nèi)阻增大，使輸出電壓降低，而保持輸出電壓的穩(wěn)定． 光電耦合器電路圖（四）光耦組成的門廳照明燈自動控制電路 電路如圖6所示。A是四組模擬電子開關（S1~S4）：S1，S2，S3并聯(lián)（可增加驅(qū)動功率及抗干擾能力）用于延時電路，當其接通電源后經(jīng)R4，B6驅(qū)動雙向可控硅VT，VT直接控制門廳照明燈H；S4與外接光敏電阻Rl等構(gòu)成環(huán)境光線檢測電路。當門關閉時，安裝在門框上的常閉型干簧管KD受到門上磁鐵作用，其觸點斷開，S1，S2，S3處于數(shù)據(jù)開狀態(tài)。晚間主人回家打開門，磁鐵遠離KD，KD觸點閉合。此時9V電源整流后經(jīng)R1向C1充電，C1兩端電壓很快上升到9V，整流電壓經(jīng)S1，S2，S3和R4使B6內(nèi)發(fā)光管發(fā)光從而觸發(fā)雙向可控硅導通，VT亦導通，H點亮，實現(xiàn)自動照明控制作用。房門關閉后，磁鐵控制KD，觸點斷開，9V電源停止對C1充電，電路進入延時狀態(tài)。C1開始對R3放電，經(jīng)一段時間延遲后，C1兩端電壓逐漸下降到S1，S2，S3的開啟電壓（1.5v）以下，S1，S2，S3恢復斷開狀態(tài)，導致B6截止，VT亦截止，H熄來，實現(xiàn)延時關燈功能。 光電耦合器電路圖（五）光耦組成的開關電路 圖1電路中，當輸入信號ui為低電平時，晶體管V1處于截止狀態(tài)，光電耦合器B1中發(fā)光二極管的電流近似為零，輸出端Q11、Q12間的電阻很大，相當于開關“斷開”；當ui為高電平時，v1導通，B1中發(fā)光二極管發(fā)光，Q11、Q12間的電阻變小，相當于開關“接通”．該電路因Ui為低電平時，開關不通，故為高電平導通狀態(tài)． 同理，圖2電路中，因無信號（Ui為低電平）時，開關導通，故為低電平導通狀態(tài)． 光電耦合器電路圖（六） 光耦組成隔離耦合電路 電路如圖4所示．這是一個典型的交流耦合放大電路．適當選取發(fā)光回路限流電阻Rl，使B4的電流傳輸比為一常數(shù)，即可保證該電路的線性放大作用。 (mbbeetchina)