一、光耦是什么
光耦合器,也稱為光電隔離器或光電耦合器,簡稱光耦合器。它是一種以光為介質傳輸電信號的裝置,通常將發光器(紅外發光二極管LED)與接收器(光敏半導體管,光敏電阻)封裝在同一管殼內。當輸入端添加電信號時,發光器發出光,接收光后產生光電流,從輸出端流出,從而實現電-光-電轉換。以光為介質將輸入端信號耦合到輸出端的光電耦合器,因其體積小、使用壽命長、無接觸、抗干擾能力強、輸出與輸入之間絕緣、單向傳輸信號等優點,在數字電路中得到了廣泛的應用。
二、光耦的作用原理
耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好地隔離作用,所以,它在各種電路中得到廣泛的應用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成:光的發射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅動發光二極管(LED),使之發出一定波長的光,被光探測器接收而產生光電流,再經過進一步放大后輸出。這就完成了電—光—電的轉換,從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離,電信號傳輸具有單向性等特點,因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。所以,它在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計算機數字通信及實時控制中作為信號隔離的接口器件,可以大大提高計算機工作的可靠性。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件,因而具有很強的共模抑制能力。
三、光耦的使用原則
1、光耦合器的電流傳輸比(CTR)允許范圍為50%~200%。這是因為當CTR≤50%時,光耦合器中的LED需要一個大的工作電流≥5.0mA,才能正常控制單片開關電源IC的占空比,從而增加光耦合器的功耗。如果CTR≥200%,可能會在啟動電路或負載突變時意外觸發單片開關電源,影響正常輸出。如果光電耦合器由放大器電路驅動,則必須仔細設計,以確保其能夠補償耦合器的溫度不穩定性和漂移。
2、推薦使用線性光耦合器,其特點是CTR值可以在一定范圍內進行線性調整。上述光電耦合器在線工作時,在光電耦合器的輸入端增加控制電壓,在輸出端產生進一步控制下一級電路的電壓,使單片機進行閉環調節控制,穩定電源輸出。
為了完全阻止干擾信號進入系統,不僅要隔離信號通路,還要隔離輸入或輸出電路和系統的電源,即這些電路分別使用相互獨立的隔離電源。對于共模干擾,采用隔離技術,即利用變壓器或線性光電耦合器將輸入和輸出斷開,抑制干擾無電路。在開關電源中,光電耦合器是一個非常重要的外圍設備,設計師可以充分利用其輸入輸出隔離功能設計單片機的抗干擾,并調整變換器的閉環穩壓。
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