光电耦合器原理及应用

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 本文介绍的光耦是由发光二极管和光敏三极管组合起来的器件,发光二极管是把输入边的电信号变换成相同规律变化的光,而光脉敏三极管是把光又重新变换成变化规律相同的电信号,因此,光起着媒介的作用。由于光电耦合器抗干扰能力强,容易完成电平匹配和转移,又不受信号源是否接地的限制。所以应用日益广泛。

一、用光电耦合器组成的多谐振荡电路

用光电耦合器组成的多谐振荡电路见图1。

当图1(a)刚接通电源Ec时,由于UF随C充电而增加,直到UF≈1伏时,发光二极管达到饱和,接着三极管也饱和,输出Uo≈Ec。

三极管饱和后,C放电(由C→F→E1→Er和由C→RF→+Ec→Re两条路径放电),uo减小,二极管在C放电到一定程度后就截止,而三极管把储存电荷全部移走后,接着也截止,uo为零。三极管截止后,电源Ec又对C充电,重复上述过程,得出图示的尖峰输出波形,其周期,为(当RF》Re时):
T=C(RF+Re)In2
图1(b)是原理相同的另一种形式电路。

图1、用光电耦合的多谐振荡器

二、用光电耦合器组成的双稳态电路

用光电耦合器组砀双稳态电路如图2所示。

电路接通电源后的稳态是BG截止,输出高电位。在触发正脉冲作用下,ib 增加使BG进入放大状态,形成ib↑→if↑→ib↑↑,结果BG截止,这种电路比普通的触发顺具有更高的抗干扰能力。若设BG的极限电流Ic=6毫安,则R2=取为:
R2≥(13-1)/(6×)=24欧
限流电阻R1可按下式计算
R1≥(E-IbmRce2min)/Ibm
式中:Ibm是晶体管的最大基极电流,Rce2min是光敏三极管集射间的最小电阻值。

图2、用光电耦合的双稳态电路

三、用光电耦合器组成的整形电路

由于用光电耦合器组成的脉冲耦合电路,其前后沿时间都比较大,因此在耦合器后面接一级晶体管的整形放大电路。见表一列出几种整形电路的应用实例。


四、用光电耦合器组成的斩波电路

用光电耦合器组成的斩皮电路见表二

 

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