一、电路中为什么要使用光耦器材?
电气阻隔的要求。A与B电路之间,要进行信号的传输,但两电路之间因为供电等级过于悬殊,一路为数百伏,另一路为仅为几伏;两种差异巨大的供电系统,无法将电源共用;
A电路与强电有联络,人体触摸有触电风险,需予以阻隔。而B线路板为人体常常触摸的部分,也不应该将风险高电压混入到一同。两者之间,既要完结信号传输,又有必要进行电气阻隔;
运放电路等高阻抗型器材的选用,和电路对模仿的弱小的电压信号的传输,使得对电路的抗搅扰处理成为一件比较费事的作业——从各个途径混入的噪声搅扰,有或许反客为主,将有用信号“吞没”掉;
除了考虑人体触摸的安全,又有必要考虑到电路器材的安全,当光电耦合器材输入侧遭到强电压(场)冲击损坏时,因光耦的阻隔作用,输出侧电路却能安全无恙。
以上四个方面的原因,促成了光耦器材的研发、开发和实践使用。光耦的根本作用,是将输入、输出侧电路进行有用的电气上的阻隔;能以光方式传输信号;有较好的抗搅扰作用;输出侧电路能在必定程度上得以避免强电压的引进和冲击。
二、光电耦合器材的一般特色:
1、结构特色:输入侧一般选用发光二极管,输出侧选用光敏晶体管、集成电路等多种方式,对信号施行电-光-电的转化与传输。
2、输入、输出侧之间有光的传输,而无电的直接联络。输入信号的有无和强弱操控了发光二极管的发光强度,而输出侧接受光信号,据感光强度,输出电压或电流信号。
3、输入、输出侧有较高的电气阻隔度,阻隔电压一般达2000V以上。能对交、直流信号进行传输,输出侧有必定的电流输出才能,有的可直接拖动小型继电器。特别型光耦器材能对毫伏,乃至微伏级交、直流信号进行线性传输。
4、因光耦的结构特性,输入、输出侧需求彼此阻隔的独立供电电源,即需两路无“共地”点的供电电源。下述一、二类光耦输入侧由信号电压供给了输入电流通路,但实质上输入信号回路,也是有一个供电支路的;而线性光耦,则输入侧与输出侧相同,是直接接有两种相阻隔的供电电源的。
三、在变频器电路中,常常用到的光电耦合器材,有三种类型:
1、一种为三极管型光电耦合器,如PC816、PC817、4N35等,常用于开关电源电路的输出电压采样和差错电压扩大电路,也使用于变频器操控端子的数字信号输入回路。结构最为简略,输入侧由一只发光二极管,输出侧由一只光敏三极管构成,首要用于对开关量信号的阻隔与传输;
2、第二种为集成电路型光电耦合器,如6N137、HCPL2601等,输入侧发光管选用了推迟效应卑微的新式发光资料,输出侧为门电路和肖基特晶体管构成,使作业功用大为进步。其频率响应速度比三极管型光电耦合器大为进步,在变频器的毛病检测电路和开关电源电路中也有使用;
3、第三种为线性光电耦合器,如A7840。结构与功用与前两种光耦器材大有不同。在电路中首要用于对mV级弱小的模仿信号进行线性传输,在变频器电路中,往往用于输出电流的采样与扩大处理、主回路直流电压的采样与扩大处理。
下图为三类光耦器材的引脚、功用原理图:
三种光耦合器电路图
四、榜首类光耦器材的丈量与在线检测:
榜首类型的光电耦合器,输入端作业压降约为1.2V,输入最大电流50mA,典型使用值为10 mA;输出最大电流1A左右,因此可直接驱动小型继电器,输出饱合压降小于0.4V。可用于几十kHz较低频率信号和直流信号的传输。对输入电压/电流有极性要求。当构成正向电流通路时,输出侧两引脚出现通路状况,正向电流小于必定值或接受必定反向电压时,输出侧两引脚之间为开路状况。
丈量方法:
数字表二极管档,丈量输入侧正向压降为1.2V,反向无穷大。输出侧正、反压降或电阻值均挨近无穷大;
指针表的x10k电阻档,测其1、2脚,有显着的正、反电阻差异,正向电阻约为几十kΩ,反向电阻无穷大;3、4脚正、反向电阻无穷大;
两表丈量法。用指针式万用表的x10k电阻档(能供给15V 或9V、几十μA的电流输出),正向接通1、2脚(黑笔搭1脚),用另一表的电阻档用x1k丈量3、4脚的电阻值,当1、2脚表笔接入时,3、4脚之间出现20kΩ左右的电阻值,脱开1、2脚的表笔,3、4脚间电阻为无穷大。
可用一个直流电源串入电阻,将输入电流约束在10mA以内。输入电路接通时,3、4脚电阻为通路状况,输入电路开路时,3、4脚电阻值无穷大。