光電耦合器原理及應用

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

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圖1。

當圖1(a)剛接通電源Ec時，由于UF隨C充電而增加，直到UF≈1伏時，發光二極管達到飽和，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C充電，重復上述過程，得出圖示的尖峰輸出波形，其周期，為(當RF》Re時)：

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態電路

用光電耦合器組碭雙穩態電路如圖2所示。

電路接通電源后的穩態是BG截止，輸出高電位。在觸發正脈沖作用下，ib 增加使BG進入放大狀態，形成ib↑→if↑→ib↑↑,結果BG截止，這種電路比普通的觸發順具有更高的抗干擾能力。若設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、用光電耦合的雙穩態電路

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，其前后沿時間都比較大，因此在耦合器后面接一級晶體管的整形放大電路。見表一列出幾種整形電路的應用實例。

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表二