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文檔簡介

1、常見的光電耦合電路及其應用分析光電耦合電路是設計中常用的將信號進行隔離和轉換并再次利用的一種應用,它主要是將輸入的電信號通過介質轉換成光信號,再根據介質和電路的特性轉換成電信號輸出,實現“電-光-電”之間的轉換。同時將由于電路之間由于電容/電感等元器件或電磁感應等造成的干擾基本上排除。可見光電耦合電路在各位的設計應用中發揮著重要的作用。光電耦合器是將光電耦合電路進行了集成和封裝后得到的ic產品,它把紅外光發射器件和紅外光接受器件以及信號處理電路等封裝在同一管座內的器件。最常用的發光器件就是LED發光二極管了,當輸入電信號加到輸入端會導致LED發光,光接受器件接受LED的發光的光信號后將其轉換成

2、電信號并輸出。光電耦合電路結構獨特,可有效抑噪聲消除干擾、開關速度快、體積小、可替代變壓器隔離等,并可以組成和應用到開光電路、邏輯電路、隔離耦合電路、高壓穩壓電路、繼電器替代電路等,故小編整理和總結了幾種常見的光電耦合電路圖,并對他們的應用需要和范圍進行分析,希望能給大家的學習、掌握和應用這種電路有一定的指導作用。(1)組成的多諧振蕩器電路圖工作流程為接通電源后:A、電容C兩端電壓不能突變,電阻R數值大于Rl,電源電壓Ec主要加在R上,F點電位很低,LED處于截止狀態;B、電容充電電壓增加導致F點電位逐漸增高,到達一定程度使LED導通發光,光敏三極管導通飽和,輸出電壓發生躍變使之接近電源電壓;

3、(即U0約=Ec)C、電容上存留電荷通過三極管、LED通路快速放電,并對其反向充電到達一定程度后導致LED截止及三極管截止?;D、電容再次通過電阻R和RL放電進行反向充電,LED發光光敏三極管再次飽和,如此循環形成振蕩。作用:多諧振蕩器也叫自激多諧振蕩器,它的作用是產生交流信號。將直流電變為交流電。通過上述電路,可以更好的取出干擾。特別是直流和交流電信號轉化的時候,電磁干擾是一個不容忽視的干擾,這樣可以更好的將信號進行轉化和利用。(2)組成開關電路圖工作流程以左圖為例:A、輸入信號ui低電平,晶體管V1處于截止狀態,光電耦合器B1中發光二極管的電流近似為零,輸出端Q11、Q12間的電阻很大,相

4、當于開關“斷開”;B、ui高電平,v1導通,B1中發光二極管發光,Q11、Q12間的電阻變小,相當于開關“接通”.C、該電路因Ui為低電平時,開關不通,故為高電平導通狀態.圖2輸入無信號或為低電平時,開關導通,故為低電平導通狀態.作用:開關電路是進行開和關狀態的跳轉,現在很多開關電路都已經實現通過自身的特性就可以進行開和關智能操作。而上述的電路,通過光信號來判斷狀態的關閉,由于光信號的敏感性和準確性,可以使整個電路更加靈敏,反應時間更短。(3)組成邏輯電路圖工作流程以與門邏輯為例:A、與門邏輯表達式為P=A*B;B、兩只光敏管串聯,只有當輸入邏輯電平A=1、B=1時,輸出P=1;C、還可以組成

5、或門、與非門、或非門等邏輯電路。作用:邏輯電路是數字電路中常用的基本電路之一。通過光來進行信號的轉換,可以讓整個系統運行起來更加快速并且信號的傳遞不容易受到干擾和影響,從而讓在實際應用中可以更好的得到理想的結果。(4) 組成隔離耦合電路工作原理以交流耦合放大電路為例:適當選取發光回路限流電阻Rl,使B4的電流傳輸比為一常數,即可保證該電路的線性放大作用。交流耦合由于是交流電,電磁感性是不容忽視的,本身交流電由于本身就不是恒定穩定的,因而要很好的控制和反應它,就需要靈敏的器件,LED就是很好的一個選擇。通過上述的組合,可以讓整個系統的輸出更加理想。(5)組成雙穩態輸出電路工作原理:(a)光電耦合

6、器控制的雙穩態輸出開關電路,光電耦合開關接在兩管的發射極回路上,能有效地解決輸出與負載間的隔離問題。(b)光電耦合開關的施密特電路。當輸入電壓U1為低電平時,光電三極管C、e間呈高電阻,BG1導通,BG2截止,則輸出電壓U0為低電平;當輸入電壓U1大于鑒幅值時,光電三極管c、e間呈低電阻,則BG1截止,BG2導通,輸出的電壓U0為高電平。調節電阻R3,即改變鑒幅電平。但是在實際的應用中,我們在設計光耦光電隔離電路時,也必須正確選擇光耦合器的型號及參數。在通常情況下,單芯片集成多路光耦的器件速度下相比之下比較慢,大多都是單路的速度快,而且在制作工藝上大量的隔離器件需要占用很大布板面積導致設計的成本大大增加。在設計中需要在性能參數可以滿足的條件上,應該看看是否電路板尺寸、傳輸速度、設計成本等因素也符合要求。光電耦合電路品種和類型非常多,在光電子DATA手冊中,其型號超過上千種,一般都是按照光路徑、輸出形式、封裝形式、傳輸信號、輸出速度、通道數量、隔離特性、工作電壓等來劃分,在選擇的時候根據實際的要求來查看手冊就可以找到合適的產品用來設計和應用。本文主要對常見的光電耦合電路及其應用分析,以組成多諧振蕩器、組成開關、組成邏輯、隔離耦合、雙穩態輸出等電路作為例子深

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