第9章光电耦合器

第9章光耦合器第9章光耦合器光电耦合器件：发光器件与受光器件的组合器件，以光为媒介传输电信号的一种电—光—电转换器件。发光器件：白炽灯、LED、激光器光接收器件：光敏电阻、光电二极管、光电三极管受光器件波长与发光器件波长匹配。•光耦合器是以光为传输信号，与其它电子器件相比，具有以下特征：①由于光耦合器以光为媒介进行传输，因而保证了输人端和输出端间的高度电绝缘性，隔离性好，耐压高；②具有传输单向性，信号从发光源单向传输到受光器件而不会发生反馈；③容易与逻辑电路相配合；④响应速度快、灵敏度高；⑤体积小、重量轻，能够实现高密度安装。9.1光电耦合器件的原理•光耦合器的工作原理可总结为以下三点：1.电-光转换电信号流经光耦合器的输入级一侧，经输入级发光器件转换成光信号，即实现电-光转换。2.信号传输光信号通过对电绝缘的透光环氧树脂达到受光器件。3.光-电转换光敏器件接受光信号，将其转换成电信号并输出。•红外发光二极管+光敏电阻•红外发光二极管+光敏二极管•红外发光二极管+光敏三极管•红外发光二极管+达林顿光敏三极管9.2.1.光电耦合器件的结构9.2光电耦合器件的结构与特性发光二极管和光敏二极管两个管心相对封装在一密闭的壳体内，两管心中间使用透明树脂填封，周边用不透光的黑色环氧树脂填充。对于使用在恶劣环境下的光耦合器，不采用塑封结构，需要采用金属壳体真空密封式封装。9.2.2光电耦合器件的特性光电耦合器件的主要特性为隔离特性与传输特性。1.传输特性（1）电流传输比β在直流工作状态下，光电耦合器件的集电极电流Ic与发光二极管的注入电流IF之比定义为光电耦合器件的电流传输比，用CTR表示。CTR=ICQ/IFQ╳100%电流传输比的影响因素：电流传输比-正向电流特性电流传输比-环境温度关系3、输入与输出间隔离电压Viso光电耦合器的输入（发光器件）与输出（光电接收器件）的隔离特性可用它们之间的隔离电压Viso来描述。一般低压使用时隔离特性都能满足要求，在高压使用时，隔离电压成为重要的参数。已经可以制造出用于高压隔离应用的耐压高达几千伏或上万伏的光电耦合器件。光电耦合器件的响应时间主要由光敏三极管决定，也会受到输入端正向电流以及负载电阻值而变化。4.响应特性9.3光电耦合器件的基本使用方法9.4光耦合器的应用例9.4.1光耦和器的种类（表9.1p222)发光器件氖灯钨丝灯发光二极管光敏二极管光敏三极管光敏电阻达林顿型光敏三极管受光器件光耦合器9.4.2光耦和器的应用电路例1.使用光耦和器时降低噪声的措施（1）噪声加在信号线上的情况9.4.2光耦和器的应用电路例1.使用光耦和器时降低噪声的措施（2）针对侵入光耦合器本身的噪声（a）附加电容2、系统间接口降噪9.4.3高速光耦合器应用9.4.4与CMOS的接口9.4.5电压监测电路9.4.6带有监视器的蓄电池充电电路9.4.7电话机来电信号监测电路9.4.8AC电源线监视电路9.4.11固态继电器SSR(SolidStateRelay)1.光耦合器组成的无触点开关电路•1.1用光耦合器组成常闭开关•1.1用光耦合器组成常开开关•1.2用光耦合器组成单刀双掷开关2光耦合器组成脉冲整形电路•2.1光耦合器与晶体管组成同相整形电路•2.2光耦合器与门电路组成反相整形电路3用光耦合器组成逻辑电路•3.1用光耦合器组成与门逻辑电路•3.2用光耦合器组成或门逻辑电路•3.3用光耦合器组成与非门逻辑电路4光耦合器检测电话回铃电路