光電耦合器原理及應(yīng)用

本文介紹的光耦是由發(fā)光二極管和光敏三極管組合起來(lái)的器件，發(fā)光二極管是把輸入邊的電信號(hào)變換成相同規(guī)律變化的光，而光脈敏三極管是把光又重新變換成變化規(guī)律相同的電信號(hào)，因此，光起著媒介的作用。由于光電耦合器抗干擾能力強(qiáng)，容易完成電平匹配和轉(zhuǎn)移，又不受信號(hào)源是否接地的限制。所以應(yīng)用日益廣泛。

一、用光電耦合器組成的多諧振蕩電路

用光電耦合器組成的多諧振蕩電路見(jiàn)圖1。

當(dāng)圖1(a)剛接通電源Ec時(shí)，由于UF隨C充電而增加，直到UF≈1伏時(shí)，發(fā)光二極管達(dá)到飽和，接著三極管也飽和，輸出Uo≈Ec。

三極管飽和后，C放電(由C→F→E1→Er和由C→RF→+Ec→Re兩條路徑放電)，uo減小，二極管在C放電到一定程度后就截止，而三極管把儲(chǔ)存電荷全部移走后，接著也截止，uo為零。三極管截止后，電源Ec又對(duì)C充電，重復(fù)上述過(guò)程，得出圖示的尖峰輸出波形，其周期，為(當(dāng)RF》Re時(shí))：

T=C(RF+Re)In2

圖1(b)是原理相同的另一種形式電路。

圖1、用光電耦合的多諧振蕩器

二、用光電耦合器組成的雙穩(wěn)態(tài)電路

用光電耦合器組碭雙穩(wěn)態(tài)電路如圖2所示。

電路接通電源后的穩(wěn)態(tài)是BG截止，輸出高電位。在觸發(fā)正脈沖作用下，ib 增加使BG進(jìn)入放大狀態(tài)，形成ib↑→if↑→ib↑↑,結(jié)果BG截止，這種電路比普通的觸發(fā)順具有更高的抗干擾能力。若設(shè)BG的極限電流Ic=6毫安，則R2=取為：

R2≥(13-1)/(6×)=24歐

限流電阻R1可按下式計(jì)算

R1≥(E-IbmRce2min)/Ibm

式中：Ibm是晶體管的最大基極電流，Rce2min是光敏三極管集射間的最小電阻值。

圖2、用光電耦合的雙穩(wěn)態(tài)電路

三、用光電耦合器組成的整形電路

由于用光電耦合器組成的脈沖耦合電路，其前后沿時(shí)間都比較大，因此在耦合器后面接一級(jí)晶體管的整形放大電路。見(jiàn)表一列出幾種整形電路的應(yīng)用實(shí)例。

四、用光電耦合器組成的斬波電路

用光電耦合器組成的斬皮電路見(jiàn)表二