光耦合器：其類型和在DC/AC電路中的各種應(yīng)用！

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2023-04-04 09:35:17 791

　光耦合器是一種在兩個隔離電路之間傳輸電信號的電子元件。光耦合器也稱為光隔離器、光電耦合器或光隔離器。

　　光耦合器通常用于電路，尤其是低電壓或高噪聲敏感電路，用于隔離電路，以防止電氣碰撞機會或排除不需要的噪聲。在目前的商業(yè)市場上，我們可以購買具有10 kV至20 kV輸入到輸出耐壓能力的光耦合器，規(guī)格為25 kV/uS電壓瞬變。

　　這是光耦合器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在左側(cè)引腳1和引腳2上裸露，它是一個LED（發(fā)光二極管），LED向右側(cè)的光敏晶體管發(fā)射紅外光。光電晶體管通過其集電極和發(fā)射極切換輸出電路，與典型的BJT晶體管相同。LED的強度直接控制光電晶體管。由于LED可以由不同的電路控制，而光電晶體管可以控制不同的電路，因此兩個獨立的電路可以由光耦合器控制。此外，在光電晶體管和紅外LED之間，空間是透明和非導電材料;它對兩個不同的電路進行電氣隔離。LED和光電晶體管之間的中空空間可以使用玻璃，空氣或透明塑料制成，電氣隔離度要高得多，通常為10 kV或更高。

　　光耦合器的類型

　　市場上有許多不同類型的光耦合器，具體取決于其需求和開關(guān)能力。根據(jù)用途的不同，主要有四種類型的光耦合器可供選擇。

　　使用光電晶體管的光耦合器。

　　使用光電達林頓晶體管的光耦合器。

　　使用光電TRIAC的光耦合器。

　　使用光片SCR的光耦合器。

　　在上圖中，內(nèi)部結(jié)構(gòu)顯示在光電晶體管光耦合器內(nèi)部。晶體管類型可以是任何東西，無論是PNP還是NPN。

　　光電晶體管可以分為兩種類型，具體取決于輸出引腳的可用性。在左邊的第二個圖像上，有一個額外的引腳輸出，它與晶體管的基極內(nèi)部連接。該引腳6用于控制光電晶體管的靈敏度。通常，引腳用于使用高阻值電阻器與地或負極連接。在這種配置中，可以有效控制由噪聲或電氣瞬變引起的誤觸發(fā)。

　　此外，在使用基于光電晶體管的光耦合器之前，用戶必須知道晶體管的最大額定值。PC816、PC817、LTV817、K847PH是少數(shù)廣泛使用的基于光電晶體管的光耦合器。照片–基于晶體管的光耦合器用于直流電路相關(guān)隔離。

　　在上圖中有兩種類型的符號，顯示了基于Photo-Darlington的光耦合器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

　　達林頓晶體管是兩個晶體管對，其中一個晶體管控制另一個晶體管基極。在這種配置中，達林頓晶體管提供高增益能力。像往常一樣，LED發(fā)射紅外LED并控制這對晶體管的基極。

　　這種類型的光耦合器也用于直流電路相關(guān)領(lǐng)域的隔離。內(nèi)部連接到晶體管基極的第6個引腳，用于控制晶體管的靈敏度，如前面的光電晶體管描述中所述。4N32、4N33、H21B1、H21B2、H21B3是少數(shù)基于達林頓光耦合器的例子。

　　光耦合器的應(yīng)用

　　如前所述，很少有光耦合器用于直流電路，很少有光耦合器用于交流相關(guān)操作。由于光耦合器不允許兩側(cè)之間直接電氣連接，因此光耦合器的主要應(yīng)用是隔離兩個電路。

　　從開關(guān)其他應(yīng)用，就像晶體管可用于開關(guān)應(yīng)用一樣，可以使用光耦合器。它可用于各種微控制器相關(guān)操作，其中需要來自高壓電路的數(shù)字脈沖或模擬信息，光耦合器可用于在兩者之間實現(xiàn)*的隔離。

　　光耦合器可用于交流檢測、直流控制相關(guān)操作。讓我們看看光電晶體管的幾個應(yīng)用。

　　在上部電路中使用基于光電晶體管的光耦合器電路。它將像典型的晶體管開關(guān)一樣工作。在原理圖中，使用了基于光電晶體管的低成本光耦合器PC817。紅外線LED將由S1開關(guān)控制。當開關(guān)打開時，9V電池電源將通過限流電阻10k向LED提供電流。強度由R1電阻控制。如果我們改變值并使電阻降低，LED的強度將很高，從而使晶體管增益很高。

　　另一方面，晶體管是由內(nèi)部紅外LED控制的光電晶體管，當LED發(fā)出紅外光時，光電晶體管將接觸，VOUT將為0，關(guān)閉連接在其上的負載。需要記住的是，根據(jù)數(shù)據(jù)表，晶體管的集電極電流為50mA。R2提供VOUT 5v。R2為上拉電阻。

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