光耦原理

導讀：光耦，全稱為光電耦合器，就是實現光和電轉換的元器件，它具有體積小、使用壽命長、工作溫度范圍寬、抗干擾性能強等優點，但是它如何做到這些的呢?下面我來為大家介紹一下光電耦合器的原理吧~~~~

光電耦合器(opticalcoupler，英文縮寫為OC) ，亦稱光電隔離器或光耦合器，簡稱光耦。它是以光為媒介把輸入端信號耦合到輸出端，來傳輸電信號的器件，通常把發光器與受光器封裝在同一管殼內，將它們的光路耦合在一起，當輸入端加電信號時發光器發出光線，受光器接受光線之后就產生光電流，從輸出端流出，從而實現了 “電—光—電”轉換。由于它具有體積小、壽命長、無觸點，抗干擾能力強，輸出和輸入之間絕緣，單向傳輸信號，傳輸信號的頻率高等優點，在電路上獲得了廣泛的應用。

光耦合器一般由三部分組成：光的發射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅動發光二極管，使之發出一定波長的光，被光探測器接收而產生光電流，再經過進一步放大后輸出。這就完成了電—光—電的轉換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。

光電耦合的主要特點如下：

1)輸入和輸出端之間絕緣，其絕緣電阻一般都大于10000MΩ，耐壓一般可超過1kV，有的甚至可以達到10kV以上。

2)由于光接收器只能接受光源的信息，反之不能，所以信號從光源單向傳輸到光接收器時不會出現反饋現象，其輸出信號也不會影響輸入端。

3)由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。

4)容易和邏輯電路配合。

5)響應速度快。光電耦合器件的時間常數通常在毫秒甚至微秒級。

6)無觸點、壽命長、體積小、耐沖擊。

光耦有晶體管、達林頓、可控硅、磁效應管等多種輸出形式。光電耦合器在傳輸信號的原理上與隔離變壓器相同，但隔離變壓器是依靠磁場的變化將信號或能量傳遞到副邊，通常只能傳遞一定頻率的交變信號;而光耦器件則是利用光路完成信息的傳遞，只要原邊的發光二極管上有一定強度的電流流過(交流或直流)，就能通過光路將信息傳遞到副邊的光敏二極管/三極管，實現信號的隔離性傳遞，傳遞的信號可以是交流信號，也可以是直流信號。

下面以六腳光耦TLP641J為例,說明其原理。

如圖所示，一個光控晶閘管耦合一個砷化鎵紅外發光二極管組成。左邊1和2腳是發光二極管,當外加電壓后,驅動發光二極管,使之發出一定波長的光,以此來觸發光晶閘管。光控晶閘管的特點是門極區集成了一個光電二極管,觸發信號源與主回絕緣,它的關鍵是觸發靈敏度要高。光控晶閘管控制極的觸發電流由器件中光生載流子提。光控晶閘管陽極和陰極間加正壓,門極區若用一定波長的光照射,則光控晶閘管由斷態轉入通態。

當1和2腳加上5V以上電源后，就能使發光管發光，驅動光控晶閘管進入導通，此時5和4腳構成一個電阻，阻值大約為10K。當1和2不加電壓時，則4和5可以看成一個無窮大的電阻。

為提高光控晶閘管觸發靈敏度,門極區常采用放大門極結構或雙重放大門極結構。為滿足高的重加電壓上升率,常采用陰極發射極短路結構。小功率光控晶閘管常應用于電隔離,為較大的晶閘管提供控制極觸發,也可用于繼電器、自動控制等方面。大功率光控晶閘管主要用于高壓直流輸電。

光耦原理已經介紹完了，下面為童鞋們提供幾篇光電耦合器的相關文章，有興趣的快來看一下吧~~~~~

1.光耦原理

2.光耦電路圖

3.光電耦合器的應用與使用注意事項

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