光耦继电器归于固态继电器,一般电磁继电器靠电流经过线圈使铁芯变成有磁性的磁铁吸合衔铁,然后使相关的触点动作操控负载的通断,而光耦继电器没有触点,其作业原理与光耦有点相似。
根本结构如下图的所示:
其内部的发光二极管是用来向光电元件放射光线的,光电元件承受光线并操控输出场效应管导通或截止。光耦继电器还有另一种可控硅整流管(SCR)输出,它的负载电流比场效应管更大,后者可到达数安培,而前者可到达几十安培。
相对于电磁继电器,光耦继电器因为没有触点引起的磨损,使用寿数是无限的,一起也具有无轰动、无切换声响等特性,与电磁继电器相同可操控各种负载(灯泡、发光二极管、加热器、马达等)。
光耦继电器作业原理
用光耦继电器便是固态继电器,用光耦驱动可控硅,操控光耦端给适宜的电信号,(各个光耦答应加在操控端的两头的电压不相同,正常是1.2V左右,电流4-20mA),这样,光耦另一端光三极管,得信号导通,驱动可控硅导通。
一般继电器都是机械触点,靠通电流过线圈变成有磁性的磁铁吸合触点,然后操控开光状况。而光耦继电器作业原理相似于光耦(其实看等效电路图是相同的)。
首先要搞清楚继电器的几个专业术语:
Form A=常开触点
Form B=常闭触点
Form C=转化触点
Form E=双稳态开关AT=安培匝数 用于描绘磁场灵敏度的参数
NC是常闭触点normal close
NO是常开触点normal open
理解了上面的专业术语也就能看懂DataSheet上名词了。如我的C8051F板子上用到的Panasonic的AQW610。在AQW610的DataSheet上些着这个继电器是“Form A&B”便是,既有常开触点,也有长闭触点。
AQW610的等效电路图
在输出导通的状况下当免除施加到光耦继电器输入端的电池时,输入端的发光二极管将中止发光,因为光电元件不再有光线的照耀,光电元件的电压将下降,当从光电元件供应的电压开端下降时,经过操控电路导致场效应管上的电荷快速放电,继而使场效应管不再导通,负载被断开,灯泡不发光。这个进程中所耗费的时刻称为复位时刻。
在输出截止状况下,当电池经过限流电阻施加到光耦继电器的输入端时,输入端的发光二极管将发光,宣布的光照耀到对面的光电元件,光电元件依据光的强度将其转化成相应的电压,一起操控电路向场效应管的栅极充电,当栅极的电压到达场效应管的敞开电压时,场效应管开端导通,灯泡发光。这个进程中耗费的时刻则称为动作时刻。
因为前后两级选用光电耦合的方法,因而输入输出间的绝缘电阻Riso非常大,一般最小1000M欧姆。
光耦继电器在正常作业时的输入部分如下图所示:
外加电压V经限流电阻R后施加到发光二极管,二极管正导游通后,即在输入回路发生正向电流IF(Forward current),一起在二极管两头发生正向压降VF(LED dropout voltage),调整限流电阻R即可调理正向电流,其关系为:
正向电流最大值约为几十毫安,实践应用时不该超越数据手册中的最大值,不然发光二极管的寿数将缩短,乃至损坏。
假如咱们将外加电压从小到大调理时,逐步增大的正向电流将使发光二极管从暗变亮,当光线巨细刚刚足以使输出导通时的最小电流称为LED触发正向电流或作业电流IFON(LED operate current);相同,当光耦继电器输出导通时,将外加电压从大到小调理,使输出刚刚封闭时的最大电流称为LED关断电流IFOFF(LED turn off current)
相反地,当输入端的发光二极管施加反向电压VR(LED reverse voltage),二极管处于截止状况,抱负状况下回路中的电流为零,但实践二极管反向截止后的电阻是有限的,因而输入回路中仍是会有必定的反向走漏电流IR(reverse current)。
实践应用时,反向电压不该超越数据手册规则的最大值,不然将导致二极管反向被击穿
当输入发光二极管的光线足以使输出场效应管导通时,输出回路即发生回路电流,一般称之为接连负载电流IO,而把场效应管导通时的体电阻称为输出电阻RON(On resistance)
当输出场效应管截止时,电池的电压将悉数加在场效应管的两头,这时答应的最大电压称为负载电压VOFF,实践应用时不该超越最大值,不然场效应管或许会被击穿。
实践场效应管在截止时出现的电阻不会是无穷大的,因而也会在输出回路发生必定的走漏电流ILEAK(Off state leakage current)
既然是继电器,不可避免涉及到触点结构,与电磁继电器相同,光耦继电器
继电器的触点结构一般有3种,即
◆ 常开触点(normally open):Form A或NO(我国代号:H)
◆ 常闭触点(normally closed):Form B或NC(我国代号:D)
◆ 转化型触点(changeover):Form C或CO(我国代号:Z),这个触点结构能够理解为单刀双掷开关SPDT(Single-Pole Double-Throw)
相应的符号如下图所示:
实践的继电器或许封装了一个或多个通道,因而相应的触点类型也有许多,比方1a(1开)、1b(1闭)、1c、1a1b(1开1闭)等等,都是由上述3种触点结构组合起来的
从上图能够看出,Form C能够看成是一个Form A与Form B的组合(一个单刀双掷开关总是与一侧相触摸,一起与另一侧断开),用光耦继电器来组合则如下图所示:
此刻输入电阻R的值,应如由下式决议:
即输入回路包括两个串联的发光二极管的正向压降。