光电耦合器材简介
光电巧合器材(简称光耦)是把发光器材(如发光二极体)和光敏器材(如光敏三极管)拼装在一同,经过光线完成耦合构成电—光和光—电的转化器材。
当电信号送入光电耦合器的输入端时,发光二极体经过电流而发光,光敏元件遭到光照后发作电流,CE导通;当输入端无信号,发光二极体不亮,光敏三极管截止,CE不通。关于数位量,当输入为低电平“0”时,光敏三极管截止,输出为高电平“1”;当输入为高电平“1”时,光敏三极管饱满导通,输出为低电平“ 0”。若基极有引出线则可满意温度补偿、检测调制要求。这种光耦合器功能较好,价格便宜,因此使用广泛。
光电耦合器之所以在传输信号的一同能有用地按捺尖脉冲和各种杂讯搅扰,使通道上的信号杂讯比大为进步,首要有以下几方面的原因:
(1)光电耦合器的输入阻抗很小,只要几百欧姆,而搅扰源的阻抗较大,一般为105~106Ω。据分压原理可知,即便搅扰电压的起伏较大,但馈送到光电耦合器输入端的杂讯电压会很小,只能构成很弱小的电流,因为没有满足的能量而不能使二极体发光,然后被按捺掉了。
(2)光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联络,也没有共地;之间的分布电容极小,而绝缘电阻又很大,因此回路一边的各种搅扰杂讯都很难经过光电耦合器馈送到另一边去,防止了共阻抗耦合的搅扰信号的发作。
(3)光电耦合器可起到很好的安全保证效果,即便当外部设备呈现毛病,乃至输入信号线短接时,也不会损坏外表。因为光耦合器材的输入回路和输出回路之间可以接受几千伏的高压。
(4)光电耦合器的回应速度极快,其回应延迟时间只要10μs左右,适于对回应速度要求很高的场合。
光电阻隔技能的使用
微机介面电路中的光电阻隔
微机有多个输入埠,接纳来自远处现场设备传来的状况信号,微机对这些信号处理后,输出各种操控信号去履行相应的操作。在现场环境较恶劣时,会存在较大的杂讯搅扰,若这些搅扰随输入信号一同进入微机体系,会使操控准确性下降,发作误动作。因此,可在微机的输入和输出端,用光耦作介面,对信号及杂讯进行阻隔。典型的光电耦合电路如图6所示。该电路首要使用在“A/D转化器”的数位信号输出,及由CPU宣布的对前向通道的操控信号与类比电路的介面处,然后完成在不同体系间信号通路相联的一同,在电气通路上彼此阻隔,并在此基础上完成将类比电路和数位电路彼此阻隔,起到按捺穿插串扰的效果。
关于线性类比电路通道,要求光电耦合器有必要具有可以进行线性改换和传输的特性,或挑选对管,选用互补电路以进步线性度,或用V/F改换后再用数位光耦进行阻隔。
功率驱动电路中的光电阻隔
在微机操控体系中,很多使用的是开关量的操控,这些开关量一般经过微机的I/O输出,而I/O的驱动才能有限,一般不足以驱动一些点磁履行器材,需加接驱动介面电路,为防止微机遭到搅扰,须采纳阻隔办法。如可控硅地点的主电路一般是沟通强电回路,电压较高,电流较大,不易与微机直接相连,可使用光耦合器将微机操控信号与可控硅触发电路进行阻隔。
在马达操控电路中,也可选用光耦来把操控电路和马达高压电路阻离隔。马达靠MOSFET或IGBT功率管供给驱动电流,功率管的开关操控信号和大功率管之间需阻隔扩大级。在光耦阻隔级—扩大器级—大功率管的衔接方式中,要求光耦具有高输出电压、高速和高共模按捺。
远距离的阻隔传送
在电脑使用体系中,因为测控体系与被测和被控设备之间不可防止地要进行长线传输,信号在传输过程中很易遭到搅扰,导致传输信号发作畸变或失真;别的,在经过较长电缆衔接的相距较远的设备之间,常因设备间的地线电位差,导致地环路电流,对电路构成差模搅扰电压。为保证长线传输的可靠性,可选用光电耦合阻隔办法,将2个电路的电气衔接离隔,堵截或许构成的环路,使他们彼此独立,进步电路体系的抗搅扰功能。若传输线较长,现场搅扰严峻,可经过两级光电耦合器将长线彻底“浮置”起来。长线的“浮置”去掉了长线两头间的公共地线,不光有用消除了各电路的电流经公共地线时所发作杂讯电压构成彼此窜扰,并且也有用地处理了长线驱动和阻抗匹配问题;一同,受控设备短路时,还能维护体系不受危害。