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光電耦合器的使用常識

發(fā)布時間:2024-05-03
1.光電耦合器的品種和類型繁多,在實際應(yīng)用時要根據(jù)不同的電路選擇不同類型的光電耦合器。例如,輸入部分有兩個“背對背”發(fā)光二極管的光電耦合器,適合應(yīng)用于交流輸入的場合;采用達林頓輸出結(jié)構(gòu)的光電耦合器,適合應(yīng)用于輸出較大電流的場合;輸出由光觸發(fā)雙向晶閘管組成的光電耦合器,適合用來驅(qū)動交流負(fù)載。
2. 光電耦合器的封裝形式與內(nèi)部結(jié)構(gòu)、電路功能完全是兩回事。外形相同的光電耦合器,功能可能完全不同;功能相同的電路也可以用不同的封裝。所以選用或代換光電耦合器時,只能以它的型號為根據(jù)。另外,光電耦合器直接用于隔離傳輸模擬量時,必須要考慮它的輸出端非線性問題。用于隔離傳輸數(shù)字量時,要考慮它的響應(yīng)速度問題。如果對輸出有功率要求,還得考慮功率接口設(shè)計問題。
3. 光電耦合器就輸出特性而言,有非線性(數(shù)字型)光電耦合器和線性(模擬型)光電耦合器兩種。非線性光電耦合器的電流傳輸特性曲線是非線性的,這類產(chǎn)品適合于開關(guān)信號的傳輸,不適合于傳輸模擬量。線性光電耦合器的電流傳輸特性曲線接近直線,并且小信號時性能較好,能以線性特性進行隔離控制。彩電、顯示器等的開關(guān)電源中常用的光電耦合器為線性產(chǎn)品,如果換成非線性產(chǎn)品,就有可能使振蕩波形變壞,嚴(yán)重時出現(xiàn)寄生振蕩,對圖像畫面等產(chǎn)生干擾,同時使電源帶負(fù)載能力下降。因此,在維修家電產(chǎn)品的開關(guān)電源時,如果發(fā)現(xiàn)光電耦合器損壞,一定記著要用線性光電耦合器去代換。常用的4腳線性光電耦合器有 pc817a~c、pc111、tlp521等,6腳線性光電耦合器有l(wèi)p632、tlp532、pc614、pc714、ps2031等。電子愛好者非常熟悉的4n××系列(如4n25、4n26、4n35、4n36等)光電耦合器,主要用于傳輸數(shù)字信號(高、低電平),屬于非線性光電耦合器,其線性度差,是不適合用于開關(guān)電源中的。
4. 光電耦合器“隔離”作用的建立需要滿足一定的外部條件:首先,在光電耦合器的輸入部分和輸出部分必須分別采用獨立的電源,若兩端共用一個電源,則光電耦合器的隔離作用將失去意義;其次,當(dāng)用光電耦合器來隔離輸入、輸出通道時,必須對所有的信號(包括數(shù)位量信號、控制量信號、狀態(tài)信號)全部隔離,使得被隔離的兩邊沒有任何電氣上的聯(lián)系,否則這種隔離也是沒有意義的。
5. 光電耦合器的輸入端引腳都是設(shè)計在封裝的某一邊上的,而輸出端引腳則是封裝在相對的另外一邊上的。這種結(jié)構(gòu)可保證前后級間絕緣電阻高達 109~1013歐姆,并有利于增加隔離電壓的最大可能值,方便電路的安裝。但在多通道光電耦合器中,盡管各輸入端與輸出端之間的隔離電壓值較高(一般 ≥1.5kv),但是在相鄰?fù)ǖ乐g所出現(xiàn)的電位差卻絕對不允許超過500v。另外,光電耦合器的輸入端發(fā)光源多為紅外發(fā)光二極管,它的反向擊穿電壓一般都很低,有的僅3v,在使用時必須注意輸入端不能接反。為了防止紅外發(fā)光二極管因反壓過高而擊穿,可在其輸入端反向并聯(lián)上一個保護二極管。
6. 通常單通道光敏三極管型光電耦合器多是密封在一個6引腳的封裝之內(nèi),光敏三極管的基極被引到封裝的外面以備使用。在平常使用中,基極是開路不用的。若將基極引腳與發(fā)射極引腳短接,便可將光敏三極管轉(zhuǎn)換成為光敏二極管,在這種情況下,雖然使光電耦合器的電流傳輸比下降,但卻能夠使響應(yīng)時間加快。
7. 在業(yè)余電子制作或家電維修時,如果手頭一時找不到合適的光電耦合器,可參照圖3所示,取一只 3mm高亮度發(fā)光二極管和一只2mm的3du型硅光敏三極管,用電工絕緣黑膠布將它們的發(fā)光面和受光面正對著卷起來,然后裝入一段約 6mm×20mm的黑色硬塑管內(nèi),兩端用黑色環(huán)氧樹脂封固即成。需要指出的是:在選用發(fā)光二極管和光敏三極管時,必須使兩者的光譜特性(尤其是峰值波長)盡量保持一致,否則會影響光電耦合器的效果。光敏三極管根據(jù)需要也可以選用光敏二極管或光敏電阻器等光敏器件。這種自制光電耦合器成本不足2元,其主要特性參數(shù)可參考所選用的兩只管子的特性。
8. 常見的光電耦合器是把發(fā)光器件和光敏器件對置封裝在一起,屬于內(nèi)光路光電耦合器,用它可完成電信號的耦合和傳遞。前面所介紹的光電耦合器均屬于內(nèi)光路光電耦合器。除此以外,還有一類專門用于測量物體的有無、個數(shù)和移動距離等的光傳感器(也稱光電開關(guān)或光電斷續(xù)檢測器),它分為遮光式(對射型)和反光式(反射型)兩種,其實物外形和結(jié)構(gòu)如圖4所示。由于這類光傳感器也具有光耦合特點,并且它的光路在器件外面,所以將這類器件統(tǒng)稱為外光路光電耦合器。外光路光電耦合器的輸入端與輸出端多數(shù)也采用相互隔離的結(jié)構(gòu),即發(fā)光器件和光敏器件相互獨立,保持電氣絕緣。但也有一些產(chǎn)品像圖4(b)那樣采用非隔離式,即發(fā)光器件和光敏器件為共地。外光路光電耦合器的缺點是容易受到外界光線的干擾,尤其是在較強的環(huán)境光線下使用,其檢測功能可能喪失。
9. 焊接普通光電耦合器一般用20w左右的小功率電烙鐵,烙鐵頭最好銼成窄小斜面,以求焊點位置準(zhǔn)確。焊接時間不宜過長,防止?fàn)C壞器件本身或線路板。
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