光耦器
關(guān)注創(chuàng)建者：如果我年少有為 創(chuàng)建時間：2022-10-14
光耦器的實(shí)例教程
來源 | 頭條號
文 | 電鹵藥丸
電器應(yīng)用中常用的隔離器件有光耦、繼電器、變壓器。
光耦屬于流控型元件，以光為媒介傳輸信號：電→光→電，輸入端是發(fā)光二極管，輸出端是光敏半導(dǎo)體。光耦的核心應(yīng)用是隔離作用，常用于輸入與輸出之間無共地的系統(tǒng)。所以輸入與輸出之間的耐壓可達(dá)上千伏特。
很多通訊模塊也是光耦隔離的，更容易實(shí)現(xiàn)各個系統(tǒng)之間的連接，完全不用考慮是否共地。
如圖1為光耦控制繼電器（小功率），為使光耦能有效驅(qū)動繼電器，那么輸出端的阻抗應(yīng)較小，所以輸入端的電流應(yīng)較大，具體原因見下面分析。
圖1 光耦控制繼電器
如圖2為開關(guān)信號經(jīng)過光耦隔離輸入至單片機(jī)，圖中24V與3.3V不是共地的，且在控制系統(tǒng)中數(shù)字電壓3.3V驅(qū)動能力有限，所以通常用開關(guān)電源的24V或12V作為開關(guān)信號的電源。
圖2 輸入輸出隔離
光耦輸入輸出的關(guān)系
以上兩種普通的應(yīng)用看似簡單，但要正確使用光耦，就必須掌握光耦的輸入和輸出到底是什么關(guān)系？
光耦分為線性光耦和非線性光耦，實(shí)際常規(guī)應(yīng)用中線性光耦較多，因?yàn)榫€性光耦可以替代非線性光耦，現(xiàn)在以線性光耦（PS2561A）做以下實(shí)驗(yàn)，換種角度了解TA的魅力。
如圖3所示，調(diào)節(jié)光耦輸入電流IF，測量輸出的CE阻抗。
展開 電器應(yīng)用中常用的
隔離器件
有光耦、繼電器、變壓器。
?光耦屬于流控型元件，以光為媒介傳輸信號：電→光→電，輸入端是發(fā)光二極管，輸出端是光敏半導(dǎo)體。光耦的核心應(yīng)用是隔離作用，常用于輸入與輸出之間無共地的系統(tǒng)。所以輸入與輸出之間的耐壓可達(dá)上千伏特。
很多通訊模塊也是光耦隔離的，更容易實(shí)現(xiàn)各個系統(tǒng)之間的連接，完全不用考慮是否共地。
如圖1為光耦控制繼電器（小功率），為使光耦能有效驅(qū)動繼電器，那么輸出端的阻抗應(yīng)較小，所以輸入端的電流應(yīng)較大，具體原因見下面分析。
圖1：光耦控制繼電器
如圖2為開關(guān)信號經(jīng)過光耦隔離輸入至單片機(jī)，圖中24V與3.3V不是共地的，且在控制系統(tǒng)中數(shù)字電壓3.3V驅(qū)動能力有限，所以通常用開關(guān)電源的24V或12V作為開關(guān)信號的電源。
圖2：輸入輸出隔離
以上兩種普通的應(yīng)用看似簡單，但要正確使用光耦，就必須掌握光耦的輸入和輸出到底是什么關(guān)系？
?光耦分為線性光耦和非線性光耦，實(shí)際常規(guī)應(yīng)用中線性光耦較多，因?yàn)榫€性光耦可以替代非線性光耦，現(xiàn)在以線性光耦（PS2561A）做以下實(shí)驗(yàn)，換種角度了解TA的魅力。
如圖3所示，調(diào)節(jié)光耦輸入電流IF，測量輸出的CE阻抗。
圖3：輸入電流IF與輸出CE阻抗關(guān)系實(shí)驗(yàn)
左邊為輸入電流IF，右邊為輸出CE阻抗
如圖4所示，光耦輸入與輸出的限流電阻都是1k，且輸入電壓都相同，于是調(diào)節(jié)穩(wěn)壓源的電壓值，可以得到光耦輸入電流IF與輸出電流IC的關(guān)系。
展開 電器應(yīng)用中常用的隔離器件有光耦、繼電器、變壓器。
光耦屬于流控型元件，以光為媒介傳輸信號：電→光→電，輸入端是發(fā)光二極管，輸出端是光敏半導(dǎo)體。光耦的核心應(yīng)用是隔離作用，常用于輸入與輸出之間無共地的系統(tǒng)。所以輸入與輸出之間的耐壓可達(dá)上千伏特。
很多通訊模塊也是光耦隔離的，更容易實(shí)現(xiàn)各個系統(tǒng)之間的連接，完全不用考慮是否共地。
如圖1為光耦控制繼電器（小功率），為使光耦能有效驅(qū)動繼電器，那么輸出端的阻抗應(yīng)較小，所以輸入端的電流應(yīng)較大，具體原因見下面分析。
圖1 光耦控制繼電器
如圖2為開關(guān)信號經(jīng)過光耦隔離輸入至單片機(jī)，圖中24V與3.3V不是共地的，且在控制系統(tǒng)中數(shù)字電壓3.3V驅(qū)動能力有限，所以通常用開關(guān)電源的24V或12V作為開關(guān)信號的電源。
圖2 輸入輸出隔離
光耦輸入輸出的關(guān)系
以上兩種普通的應(yīng)用看似簡單，但要正確使用光耦，就必須掌握光耦的輸入和輸出到底是什么關(guān)系？
光耦分為線性光耦和非線性光耦，實(shí)際常規(guī)應(yīng)用中線性光耦較多，因?yàn)榫€性光耦可以替代非線性光耦，現(xiàn)在以線性光耦（PS2561A）做以下實(shí)驗(yàn)，換種角度了解TA的魅力。
如圖3所示，調(diào)節(jié)光耦輸入電流IF，測量輸出的CE阻抗。
展開 pi 濾波器由 C5、C6、C7、C8 和 L1 構(gòu)成，可以過濾整流直流電壓。
電阻 R13 和 R15 用于平衡輸入濾波電容之間的電壓。
當(dāng)集成開關(guān)(U1)內(nèi)的 MOSFET 導(dǎo)通時，Q1 的源端將被拉低，R6、R7 和 R8 將提供柵極電流，并且 VR1 到 VR3 的結(jié)電容將導(dǎo)通 Q1。齊納二極管 VR4 用于限制施加給 Q1 的柵極源電壓。當(dāng) U1 內(nèi)的 MOSFET 關(guān)斷時，U1 的最大化漏極電壓將被一個由 VR1、VR2 和 VR3 構(gòu)成的 450 V 箝位網(wǎng)絡(luò)箝位。這會將 U1 的漏極電壓限制到接近 450 V。
與 Q1 相連的繞組結(jié)束時的任何額外電壓都會被施加給 Q1。這種設(shè)計(jì)可以有效地分配 Q1 和 U1 之間的整流輸入直流電壓和反激式電壓總量。電阻 R9 用于限制開關(guān)切換期間的高頻振蕩，由于反激間隔期間存在漏感，箝位網(wǎng)絡(luò) VR5、D9 和 R10 則用于限制初級上的峰值電壓。
輸出整流由 D1 提供。C2 為輸出濾波器。L2 和 C3 構(gòu)成次級濾波器，以減小輸出端的開關(guān)紋波。
當(dāng)輸出電壓超過光耦二極管和 VR6 的總壓降時，VR6 將導(dǎo)通。輸出電壓的變化會導(dǎo)致流經(jīng) U2 內(nèi)的光耦二極管的電流發(fā)生變化，進(jìn)而改變流經(jīng) U2B 內(nèi)的晶體管的電流。當(dāng)此電流超出 U1 的 FB 引腳閾值電流時，將抑制下一個周期。輸出穩(wěn)壓可以通過控制使能及抑制周期的數(shù)量來實(shí)現(xiàn)。一旦開關(guān)周期被開啟，該周期便會在電流上升到 U1 的內(nèi)部電流限制時結(jié)束。R11 用于限制瞬態(tài)負(fù)載時流經(jīng)光耦器的電流，以及調(diào)整反饋環(huán)路的增益。電阻 R12 用于偏置齊納二極管 VR6。
IC U1 (LNK 304)具有內(nèi)置功能，因此可根據(jù)反饋信號消失、輸出端短路以及過載對該電路提供保護(hù)。由于 U1 直接由其漏極引腳供電，因此不需要在變壓器上添加額外的偏置繞組。
展開 pi 濾波器由 C5、C6、C7、C8 和 L1 構(gòu)成，可以過濾整流直流電壓。
電阻 R13 和 R15 用于平衡輸入濾波電容之間的電壓。
當(dāng)集成開關(guān)(U1)內(nèi)的 MOSFET 導(dǎo)通時，Q1 的源端將被拉低，R6、R7 和 R8 將提供柵極電流，并且 VR1 到 VR3 的結(jié)電容將導(dǎo)通 Q1。齊納二極管 VR4 用于限制施加給 Q1 的柵極源電壓。當(dāng) U1 內(nèi)的 MOSFET 關(guān)斷時，U1 的最大化漏極電壓將被一個由 VR1、VR2 和 VR3 構(gòu)成的 450 V 箝位網(wǎng)絡(luò)箝位。這會將 U1 的漏極電壓限制到接近 450 V。
與 Q1 相連的繞組結(jié)束時的任何額外電壓都會被施加給 Q1。這種設(shè)計(jì)可以有效地分配 Q1 和 U1 之間的整流輸入直流電壓和反激式電壓總量。電阻 R9 用于限制開關(guān)切換期間的高頻振蕩，由于反激間隔期間存在漏感，箝位網(wǎng)絡(luò) VR5、D9 和 R10 則用于限制初級上的峰值電壓。
輸出整流由 D1 提供。C2 為輸出濾波器。L2 和 C3 構(gòu)成次級濾波器，以減小輸出端的開關(guān)紋波。
當(dāng)輸出電壓超過光耦二極管和 VR6 的總壓降時，VR6 將導(dǎo)通。輸出電壓的變化會導(dǎo)致流經(jīng) U2 內(nèi)的光耦二極管的電流發(fā)生變化，進(jìn)而改變流經(jīng) U2B 內(nèi)的晶體管的電流。當(dāng)此電流超出 U1 的 FB 引腳閾值電流時，將抑制下一個周期。輸出穩(wěn)壓可以通過控制使能及抑制周期的數(shù)量來實(shí)現(xiàn)。一旦開關(guān)周期被開啟，該周期便會在電流上升到 U1 的內(nèi)部電流限制時結(jié)束。R11 用于限制瞬態(tài)負(fù)載時流經(jīng)光耦器的電流，以及調(diào)整反饋環(huán)路的增益。電阻 R12 用于偏置齊納二極管 VR6。
IC U1 (LNK 304)具有內(nèi)置功能，因此可根據(jù)反饋信號消失、輸出端短路以及過載對該電路提供保護(hù)。由于 U1 直接由其漏極引腳供電，因此不需要在變壓器上添加額外的偏置繞組。
展開 
光耦器的最新內(nèi)容
光電耦合器（optical coupler，英文縮寫為OC）亦稱光電隔離器，簡稱光耦。光電耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。
推薦一款由工采網(wǎng)代理的來自臺灣美祿的光耦合器，光耦 - MPC101X,MPC101X系列結(jié)合了砷化鋁鎵紅外發(fā)射二極管作為發(fā)射極，該發(fā)射極管光學(xué)耦合到塑料LSOP4封裝中的硅平面光電晶體管探測器，具有不同的鉛形成選項(xiàng)。MPC101X系列具有堅(jiān)固的共面雙模子結(jié)構(gòu)，具有最穩(wěn)定的隔離特性。
R11用于限制瞬態(tài)負(fù)載時流經(jīng)光耦器的電流，以及調(diào)整反饋環(huán)路的增益。電阻R12用于偏置齊納二極管VR6。
IC U1 (LNK 304)具有內(nèi)置功能，因此可根據(jù)反饋信號消失、輸出端短路以及過載對該電路提供保護(hù)。由于U1直接由其漏極引腳供電，因此不需要在變壓器上添加額外的偏置繞組。C4用于提供內(nèi)部電源去耦。
R11 用于限制瞬態(tài)負(fù)載時流經(jīng)光耦器的電流，以及調(diào)整反饋環(huán)路的增益。電阻 R12 用于偏置齊納二極管 VR6。
IC U1 (LNK 304)具有內(nèi)置功能，因此可根據(jù)反饋信號消失、輸出端短路以及過載對該電路提供保護(hù)。由于 U1 直接由其漏極引腳供電，因此不需要在變壓器上添加額外的偏置繞組。C4 用于提供內(nèi)部電源去耦。
R11 用于限制瞬態(tài)負(fù)載時流經(jīng)光耦器的電流，以及調(diào)整反饋環(huán)路的增益。電阻 R12 用于偏置齊納二極管 VR6。
IC U1 (LNK 304)具有內(nèi)置功能，因此可根據(jù)反饋信號消失、輸出端短路以及過載對該電路提供保護(hù)。由于 U1 直接由其漏極引腳供電，因此不需要在變壓器上添加額外的偏置繞組。C4 用于提供內(nèi)部電源去耦。
R11 用于限制瞬態(tài)負(fù)載時流經(jīng)光耦器的電流，以及調(diào)整反饋環(huán)路的增益。電阻 R12 用于偏置齊納二極管 VR6。
IC U1 (LNK 304)具有內(nèi)置功能，因此可根據(jù)反饋信號消失、輸出端短路以及過載對該電路提供保護(hù)。由于 U1 直接由其漏極引腳供電，因此不需要在變壓器上添加額外的偏置繞組。C4 用于提供內(nèi)部電源去耦。
R11用于限制瞬態(tài)負(fù)載時流經(jīng)光耦器的電流，以及調(diào)整反饋環(huán)路的增益。電阻R12用于偏置齊納二極管VR6。
IC U1 (LNK 304)具有內(nèi)置功能，因此可根據(jù)反饋信號消失、輸出端短路以及過載對該電路提供保護(hù)。由于U1直接由其漏極引腳供電，因此不需要在變壓器上添加額外的偏置繞組。
，繼電器隔離開。
如圖1為光耦控制繼電器（小功率），為使光耦能有效驅(qū)動繼電器，那么輸出端的阻抗應(yīng)較小，所以輸入端的電流應(yīng)較大，具體原因見下面分析。
自動氣象站則是通過熱式風(fēng)速傳感器、三杯式風(fēng)速傳感器、光耦感應(yīng)三杯式傳感器等傳感器來實(shí)現(xiàn)風(fēng)速測量[1]。
