光電耦合器件--沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)

1、光電檢測(cè)技術(shù)光電檢測(cè)技術(shù) S H E N Y A N G U N I V E R S I T Y O F T E C H N O L O G Y23.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件v 一、光電耦合器件一、光電耦合器件：就是發(fā)光器件與接收器件組合的一種：就是發(fā)光器件與接收器件組合的一種元件。元件。光電耦合器光電耦合器件件發(fā)光器件發(fā)光器件接受器件接受器件3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件v 二、工作原理：二、工作原理：v 在光電耦合器在光電耦合器輸入端加電信號(hào)輸入端加電信號(hào)使發(fā)光源發(fā)光，光的強(qiáng)使發(fā)光源發(fā)光，

2、光的強(qiáng)度取決于激勵(lì)電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光度取決于激勵(lì)電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應(yīng)而產(chǎn)生了光電流，由受光器輸出端引器上后，因光電效應(yīng)而產(chǎn)生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實(shí)現(xiàn)了出，這樣就實(shí)現(xiàn)了電一光一電電一光一電的轉(zhuǎn)換。的轉(zhuǎn)換。1553b耦合器耦合器3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件v 三、光電耦合器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：三、光電耦合器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：光耦合器一般由三部分組成：光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。射、光的接收及信號(hào)放大。光電耦合光電耦合器就是把器就是把發(fā)光器件發(fā)光器件和和光接

3、收器件光接收器件組裝組裝在一個(gè)密閉的管殼內(nèi)，然后利用發(fā)光在一個(gè)密閉的管殼內(nèi)，然后利用發(fā)光器件的管腳作輸入端，而把光接收器器件的管腳作輸入端，而把光接收器的管腳作為輸出端。當(dāng)在輸入端加電的管腳作為輸出端。當(dāng)在輸入端加電信號(hào)時(shí)，發(fā)光器件發(fā)光。這樣，光接信號(hào)時(shí)，發(fā)光器件發(fā)光。這樣，光接收器件由于收器件由于光電導(dǎo)效應(yīng)光電導(dǎo)效應(yīng)而在光照后產(chǎn)而在光照后產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步放大后由輸生光電流，再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步放大后由輸出端輸出。從而實(shí)現(xiàn)了以出端輸出。從而實(shí)現(xiàn)了以“光光”為媒為媒介的電信號(hào)傳輸，而器件的輸入和輸介的電信號(hào)傳輸，而器件的輸入和輸出兩端在電氣上是絕緣的。這樣就構(gòu)出兩端在電氣上是絕緣的。這樣就構(gòu)成了

4、一種中間通過(guò)光傳輸信號(hào)的新型成了一種中間通過(guò)光傳輸信號(hào)的新型半導(dǎo)體電子器件。半導(dǎo)體電子器件。發(fā)光器件發(fā)光器件光接收器件光接收器件輸入端輸入端輸出端輸出端3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件v 光電導(dǎo)效應(yīng)光電導(dǎo)效應(yīng)，又稱(chēng)為，又稱(chēng)為光電效應(yīng)、光敏效應(yīng)光電效應(yīng)、光敏效應(yīng)，是光照變化引，是光照變化引起半導(dǎo)體材料電導(dǎo)變化的現(xiàn)象。即光電導(dǎo)效應(yīng)是光照射到起半導(dǎo)體材料電導(dǎo)變化的現(xiàn)象。即光電導(dǎo)效應(yīng)是光照射到某些物體上后，引起其電性能變化的一類(lèi)光致電改變現(xiàn)象某些物體上后，引起其電性能變化的一類(lèi)光致電改變現(xiàn)象的總稱(chēng)。的總稱(chēng)。v 在光線(xiàn)作用下，半導(dǎo)體的導(dǎo)電性增加，阻值減低。

5、在光線(xiàn)作用下，半導(dǎo)體的導(dǎo)電性增加，阻值減低。v 光敏電阻光敏電阻就是基于這種效應(yīng)的光電器件。就是基于這種效應(yīng)的光電器件。3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件v 四、技術(shù)參數(shù)四、技術(shù)參數(shù)v 光耦合器的技術(shù)參數(shù)主要有發(fā)光二極管正向壓降光耦合器的技術(shù)參數(shù)主要有發(fā)光二極管正向壓降V VF F、正向電流正向電流I IF F、電流傳輸比、電流傳輸比CTRCTR、輸入級(jí)與輸出級(jí)之間的絕、輸入級(jí)與輸出級(jí)之間的絕緣電阻、集電極緣電阻、集電極- -發(fā)射極反向擊穿電壓發(fā)射極反向擊穿電壓V V(BR)CEO(BR)CEO、集電極、集電極- -發(fā)發(fā)射極飽和壓降射極飽和壓降V

6、VCE(satCE(sat）。此外，在傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)還需考慮。此外，在傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)還需考慮上升時(shí)間、下降時(shí)間、延遲時(shí)間和存儲(chǔ)時(shí)間等參數(shù)。上升時(shí)間、下降時(shí)間、延遲時(shí)間和存儲(chǔ)時(shí)間等參數(shù)。 v 電流傳輸比電流傳輸比CTRCTR是光耦合器的重要參數(shù)，通常用直流是光耦合器的重要參數(shù)，通常用直流電流傳輸比來(lái)表示。當(dāng)輸出電壓保持恒定時(shí)，電流傳輸比來(lái)表示。當(dāng)輸出電壓保持恒定時(shí)，它等于直流它等于直流輸出電流輸出電流I IC C與直流輸入電流與直流輸入電流I IF F的百分比。的百分比。3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件v五、基本工作特性（以光敏三極管為例）（以光敏

7、三極管為例）v A A、共模抑制比很高、共模抑制比很高 v 在光電耦合器內(nèi)部，由于發(fā)光管和受光器之間的耦合在光電耦合器內(nèi)部，由于發(fā)光管和受光器之間的耦合電容很?。娙莺苄。?pF2pF以?xún)?nèi)）所以共模輸入電壓通過(guò)極間耦合電以?xún)?nèi)）所以共模輸入電壓通過(guò)極間耦合電容對(duì)輸出電流的影響很小，因而共模抑制比很高。容對(duì)輸出電流的影響很小，因而共模抑制比很高。v 共模抑制比：定義為放大器對(duì)差模信號(hào)的電壓放大倍數(shù)共模抑制比：定義為放大器對(duì)差模信號(hào)的電壓放大倍數(shù)AudAud與對(duì)共模信號(hào)的電壓放大倍數(shù)與對(duì)共模信號(hào)的電壓放大倍數(shù)AucAuc之比。之比。就是為了說(shuō)明就是為了說(shuō)明差分放大電路抑制共模信號(hào)及放大差模信號(hào)的能力

8、。差分放大電路抑制共模信號(hào)及放大差模信號(hào)的能力。v 電路的對(duì)稱(chēng)性電路的對(duì)稱(chēng)性決定了被放大后的信號(hào)殘存共模干擾的幅度決定了被放大后的信號(hào)殘存共模干擾的幅度，電路對(duì)稱(chēng)性越好，其共模抑制比就越大，抑制共模信號(hào)，電路對(duì)稱(chēng)性越好，其共模抑制比就越大，抑制共模信號(hào)（干擾）的能力也就越好。（干擾）的能力也就越好。3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件光電耦合器件的輸出特性曲線(xiàn)光電耦合器件的輸出特性曲線(xiàn)B B、輸出特性、輸出特性 光電耦合器的輸出特性是光電耦合器的輸出特性是指在一定的發(fā)光電流指在一定的發(fā)光電流I IF F下，光敏下，光敏管所加偏置電壓管所加偏置電壓V

9、VCECE與輸出電流與輸出電流I IC C之間的關(guān)系，當(dāng)之間的關(guān)系，當(dāng)I IF F=0=0時(shí)，發(fā)光二時(shí)，發(fā)光二極管不發(fā)光，此時(shí)的光敏晶體管極管不發(fā)光，此時(shí)的光敏晶體管集電極輸出電流稱(chēng)為暗電流，一集電極輸出電流稱(chēng)為暗電流，一般很小。當(dāng)般很小。當(dāng)I IF F00時(shí)，在一定的時(shí)，在一定的I IF F作用下，所對(duì)應(yīng)的作用下，所對(duì)應(yīng)的I IC C基本上與基本上與V VCECE無(wú)關(guān)。無(wú)關(guān)。I IC C與與I IF F之間的變化成線(xiàn)性之間的變化成線(xiàn)性關(guān)系，用半導(dǎo)體管特性圖示儀測(cè)關(guān)系，用半導(dǎo)體管特性圖示儀測(cè)出的光電耦合器的輸出特性與普出的光電耦合器的輸出特性與普通晶體三極管輸出特性相似。通晶體三極管輸出特性相

10、似。3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件v C C、光電耦合器可作為線(xiàn)性耦合器使用、光電耦合器可作為線(xiàn)性耦合器使用 v 在發(fā)光二極管上提供一個(gè)偏置電流，再把信號(hào)電壓通過(guò)電在發(fā)光二極管上提供一個(gè)偏置電流，再把信號(hào)電壓通過(guò)電阻耦合到發(fā)光二極管上，這樣光電晶體管接收到的是在偏阻耦合到發(fā)光二極管上，這樣光電晶體管接收到的是在偏置電流上增、減變化的光信號(hào)，其輸出電流將隨輸入的信置電流上增、減變化的光信號(hào)，其輸出電流將隨輸入的信號(hào)電壓作線(xiàn)性變化。光電耦合器也可工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，傳號(hào)電壓作線(xiàn)性變化。光電耦合器也可工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，傳輸脈沖信號(hào)。在傳輸脈沖信號(hào)時(shí)，輸入信

11、號(hào)和輸出信號(hào)之輸脈沖信號(hào)。在傳輸脈沖信號(hào)時(shí)，輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間存在一定的延遲時(shí)間，不同結(jié)構(gòu)的光電耦合器輸入、輸間存在一定的延遲時(shí)間，不同結(jié)構(gòu)的光電耦合器輸入、輸出延遲時(shí)間相差很大。出延遲時(shí)間相差很大。3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件v 六、光電耦合的主要特點(diǎn)如下：六、光電耦合的主要特點(diǎn)如下：v （1 1）輸入和輸出端之間）輸入和輸出端之間電氣絕緣電氣絕緣，其絕緣電阻一般都大于，其絕緣電阻一般都大于10101010，耐壓一般可超過(guò)，耐壓一般可超過(guò)1kV1kV，有的甚至可以達(dá)到，有的甚至可以達(dá)到10kV10kV以上以上v （2 2）由于由于“光光

12、”傳輸?shù)膯蜗蛐?，所以信?hào)從光源單向傳輸傳輸?shù)膯蜗蛐裕孕盘?hào)從光源單向傳輸?shù)焦饨邮掌鲿r(shí)不會(huì)出現(xiàn)反饋現(xiàn)象，其輸出信號(hào)也不會(huì)影響到光接收器時(shí)不會(huì)出現(xiàn)反饋現(xiàn)象，其輸出信號(hào)也不會(huì)影響輸入端。輸入端。v （3 3）光電耦合器件的共模抑制比很大，所以光電耦合器件光電耦合器件的共模抑制比很大，所以光電耦合器件可以很好地抑制干擾并消除噪音?？梢院芎玫匾种聘蓴_并消除噪音。v （4 4）容易和邏輯電路配合。容易和邏輯電路配合。v （5 5）響應(yīng)速度快。光電耦合器件的時(shí)間常數(shù)通常在微秒甚響應(yīng)速度快。光電耦合器件的時(shí)間常數(shù)通常在微秒甚至毫微秒極。至毫微秒極。v （6 6）無(wú)觸點(diǎn)、壽命長(zhǎng)、體積小、耐沖擊。無(wú)觸點(diǎn)、壽命長(zhǎng)

13、、體積小、耐沖擊。3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件v 電氣隔離電氣隔離，就是將電源與用電回路作電氣上的隔離，即將，就是將電源與用電回路作電氣上的隔離，即將用電的分支電路與整個(gè)電氣系統(tǒng)隔離，使之成為一個(gè)在電用電的分支電路與整個(gè)電氣系統(tǒng)隔離，使之成為一個(gè)在電氣上被隔離的、獨(dú)立的不接地安全系統(tǒng)，以防止在裸露導(dǎo)氣上被隔離的、獨(dú)立的不接地安全系統(tǒng)，以防止在裸露導(dǎo)體故障帶電情況下發(fā)生間接觸電危險(xiǎn)。體故障帶電情況下發(fā)生間接觸電危險(xiǎn)。v 在光耦器件中我認(rèn)為主要作用是減少兩個(gè)不同電路之間的在光耦器件中我認(rèn)為主要作用是減少兩個(gè)不同電路之間的相互干擾。（不知道對(duì)不對(duì)）

14、相互干擾。（不知道對(duì)不對(duì)）v 光電耦合器光電耦合器電氣隔離電氣隔離作用的建立需要滿(mǎn)足一定的外部條件作用的建立需要滿(mǎn)足一定的外部條件：首先首先，在光電耦合器的輸入部分和輸出部分必須分別采，在光電耦合器的輸入部分和輸出部分必須分別采用獨(dú)立的電源，若兩端共用一個(gè)電源，則光電耦合器的隔用獨(dú)立的電源，若兩端共用一個(gè)電源，則光電耦合器的隔離作用將失去意義；離作用將失去意義；其次其次，當(dāng)用光電耦合器來(lái)隔離輸入、，當(dāng)用光電耦合器來(lái)隔離輸入、輸出通道時(shí)，必須對(duì)所有的信號(hào)（包括數(shù)位量信號(hào)、控制輸出通道時(shí)，必須對(duì)所有的信號(hào)（包括數(shù)位量信號(hào)、控制量信號(hào)、狀態(tài)信號(hào)）全部隔離，使得被隔離的兩邊沒(méi)有任量信號(hào)、狀態(tài)信號(hào)）全部

15、隔離，使得被隔離的兩邊沒(méi)有任何電氣上的聯(lián)系。何電氣上的聯(lián)系。3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件v 七、應(yīng)用：七、應(yīng)用： 有時(shí)光電耦合器件還可以取代繼電器、變壓有時(shí)光電耦合器件還可以取代繼電器、變壓器、斬波器等，目前已經(jīng)被廣泛用于隔離電路、開(kāi)關(guān)電路器、斬波器等，目前已經(jīng)被廣泛用于隔離電路、開(kāi)關(guān)電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、邏輯電路、高壓控制、線(xiàn)性放大、電平、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、邏輯電路、高壓控制、線(xiàn)性放大、電平匹配等單元電路。匹配等單元電路。133.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件光電隔離器光電隔離器光傳感器光傳感器它能在

16、電路之間傳送信息，實(shí)現(xiàn)電路它能在電路之間傳送信息，實(shí)現(xiàn)電路之間的電氣隔離和消除噪聲影響之間的電氣隔離和消除噪聲影響用于檢測(cè)物體的有無(wú)形狀或位置用于檢測(cè)物體的有無(wú)形狀或位置八、光電耦合器件的分類(lèi)：八、光電耦合器件的分類(lèi)：按光路徑分，可分為按光路徑分，可分為內(nèi)光路光電耦合器（又稱(chēng)光電隔離內(nèi)光路光電耦合器（又稱(chēng)光電隔離器）器）和和外光路光電耦合器（又稱(chēng)光電傳感器、光電斷續(xù)檢外光路光電耦合器（又稱(chēng)光電傳感器、光電斷續(xù)檢測(cè)器）測(cè)器）。 143.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件（1 1）光電隔離器：）光電隔離器： 就是把發(fā)光器件和光電接收器件組裝在同一個(gè)管殼中就

17、是把發(fā)光器件和光電接收器件組裝在同一個(gè)管殼中，而且兩者的管芯相對(duì)、相互靠近；除光路部分外，而且兩者的管芯相對(duì)、相互靠近；除光路部分外，其他部分完全遮光就構(gòu)成光電隔離器。其他部分完全遮光就構(gòu)成光電隔離器。（a a）雙列直插式塑料）雙列直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)封裝結(jié)構(gòu)（b b）金屬管殼封裝）金屬管殼封裝（c c）側(cè)面引線(xiàn)對(duì)封裝）側(cè)面引線(xiàn)對(duì)封裝結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)153.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件 光電隔離器的發(fā)光器件常采用發(fā)光二極管，但光電隔離器的發(fā)光器件常采用發(fā)光二極管，但接收器可以采用多種。接收器可以采用多種。（下一個(gè)分類(lèi)講到）（下一個(gè)分類(lèi)講到） 接收器為光電二

18、極管，被命接收器為光電二極管，被命名為名為GD-210GD-210系列光電耦合器系列光電耦合器163.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件 接收器為光電三極管，接收器為光電三極管，被命名為被命名為GD-310GD-310系列光系列光電耦合器，電耦合器，適合用來(lái)驅(qū)適合用來(lái)驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載動(dòng)交流負(fù)載接收器為光電二極管接收器為光電二極管-高速高速開(kāi)關(guān)三極管組件開(kāi)關(guān)三極管組件173.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件接收器為光電三極管接收器為光電三極管-達(dá)林頓晶體管組件，達(dá)林頓晶體管組件，適適合應(yīng)用于輸出較大電流合應(yīng)用于輸出

19、較大電流的場(chǎng)合的場(chǎng)合接收器為光集合電路接收器為光集合電路183.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件（2 2）光傳感器：（透過(guò)型與反射型）光傳感器：（透過(guò)型與反射型）（a a）透過(guò)型）透過(guò)型：透過(guò)型光傳感器又稱(chēng)光續(xù)斷器，是將保：透過(guò)型光傳感器又稱(chēng)光續(xù)斷器，是將保持一定距離的發(fā)光器件相對(duì)組裝而成。如下圖，當(dāng)物體持一定距離的發(fā)光器件相對(duì)組裝而成。如下圖，當(dāng)物體從兩器件之間通過(guò)時(shí)將引起透射光的通和斷，從而判斷從兩器件之間通過(guò)時(shí)將引起透射光的通和斷，從而判斷物體數(shù)量的有無(wú)。物體數(shù)量的有無(wú)。19 3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件

20、光電耦合器件v （b）反射型：把發(fā)光器件和光接收器以某一個(gè)交叉角度安放在同一方向則組成反射光傳感器。1-1-發(fā)光器件發(fā)光器件2-2-光電器件光電器件3-3-基座基座4-4-被測(cè)物體被測(cè)物體（1）（2）3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件v 應(yīng)用：應(yīng)用：（1 1）測(cè)量物體經(jīng)過(guò)時(shí)反射光亮的變化，可檢測(cè)）測(cè)量物體經(jīng)過(guò)時(shí)反射光亮的變化，可檢測(cè)物體的數(shù)目和長(zhǎng)度；物體的數(shù)目和長(zhǎng)度；v （2 2）光編碼器，應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)；）光編碼器，應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)；v （3 3）高速印刷機(jī)中作定時(shí)和位置控制）高速印刷機(jī)中作定時(shí)和位置控制v （4 4）傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)中用作對(duì)

21、紙的檢測(cè)或圖像色彩濃）傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)中用作對(duì)紙的檢測(cè)或圖像色彩濃度的調(diào)整度的調(diào)整3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件按輸出形式分，可分為：按輸出形式分，可分為： a、光敏器件輸出型，其中包括光敏二極管輸出、光敏器件輸出型，其中包括光敏二極管輸出型，光敏三極管輸出型，光電池輸出型，光可控硅輸型，光敏三極管輸出型，光電池輸出型，光可控硅輸出型等。出型等。 b、NPN三極管輸出型，其中包括交流輸入型，三極管輸出型，其中包括交流輸入型，直流輸入型，互補(bǔ)輸出型等。直流輸入型，互補(bǔ)輸出型等。 c、達(dá)林頓三極管輸出型，其中包括交流輸入型，、達(dá)林頓三極管輸出型，其中

22、包括交流輸入型，直流輸入型。直流輸入型。 d、邏輯門(mén)電路輸出型，其中包括門(mén)電路輸出型，、邏輯門(mén)電路輸出型，其中包括門(mén)電路輸出型，施密特觸發(fā)輸出型，三態(tài)門(mén)電路輸出型等。施密特觸發(fā)輸出型，三態(tài)門(mén)電路輸出型等。 e、低導(dǎo)通輸出型（輸出低電平毫伏數(shù)量級(jí)）。、低導(dǎo)通輸出型（輸出低電平毫伏數(shù)量級(jí)）。 f、光開(kāi)關(guān)輸出型（導(dǎo)通電阻小余、光開(kāi)關(guān)輸出型（導(dǎo)通電阻小余10）。）。 g、功率輸出型（、功率輸出型（IGBT/MOSFET等輸出）。等輸出）。3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件按封裝形式分，可分為同軸型，雙列直插型，按封裝形式分，可分為同軸型，雙列直插型，TO封

23、裝型，封裝型，扁平封裝型，貼片封裝型，以及光纖傳輸型等。扁平封裝型，貼片封裝型，以及光纖傳輸型等。按傳輸信號(hào)分，可分為數(shù)字型光電耦合器（按傳輸信號(hào)分，可分為數(shù)字型光電耦合器（OC門(mén)輸出型，門(mén)輸出型，圖騰柱輸出型及三態(tài)門(mén)電路輸出型等）和線(xiàn)性光電耦合器圖騰柱輸出型及三態(tài)門(mén)電路輸出型等）和線(xiàn)性光電耦合器（可分為低漂移型，高線(xiàn)性型，寬帶型，單電源型，雙電（可分為低漂移型，高線(xiàn)性型，寬帶型，單電源型，雙電源型等）。源型等）。按速度分，可分為低速光電耦合器（光敏三極管、光電按速度分，可分為低速光電耦合器（光敏三極管、光電池等輸出型）和高速光電耦合器（光敏二極管帶信號(hào)處理池等輸出型）和高速光電耦合器（光敏二

24、極管帶信號(hào)處理電路或者光敏集成電路輸出型）。電路或者光敏集成電路輸出型）。 3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件按通道分，可分為單通道，雙通道和多通道光電耦合器。按通道分，可分為單通道，雙通道和多通道光電耦合器。 按隔離特性分，可分為普通隔離光電耦合器（一般光學(xué)按隔離特性分，可分為普通隔離光電耦合器（一般光學(xué)膠灌封低于膠灌封低于5000V，空封低于，空封低于2000V）和高壓隔離光電耦）和高壓隔離光電耦合器（可分為合器（可分為10kV，20kV，30kV等）。等）。 按工作電壓分，可分為低電源電壓型光電耦合器（一般按工作電壓分，可分為低電源電壓型光電

25、耦合器（一般515V）和高電源電壓型光電耦合器（一般大于）和高電源電壓型光電耦合器（一般大于30V）。）。 243.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件九、九、 光電耦合器件的基本電路（包括驅(qū)動(dòng)和輸出兩部分）光電耦合器件的基本電路（包括驅(qū)動(dòng)和輸出兩部分）（1 1）放光二極管的驅(qū)動(dòng)電路：）放光二極管的驅(qū)動(dòng)電路： 通常有簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)、晶體管驅(qū)動(dòng)、場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)。如下圖：通常有簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)、晶體管驅(qū)動(dòng)、場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)。如下圖：a a、簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)、簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)bcbc、晶體管驅(qū)動(dòng)、晶體管驅(qū)動(dòng)d d、場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)、場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)253.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)

26、例-光電耦合器件光電耦合器件（2 2）輸出電路：）輸出電路：abab、光電三極、光電三極管輸出電路管輸出電路c c、光電二極管、光電二極管- -晶晶體管輸出電路體管輸出電路d d、光電二極、光電二極管管- -達(dá)林頓管達(dá)林頓管輸出電路輸出電路3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件十、介紹一個(gè)芯片十、介紹一個(gè)芯片TLP641J1、陽(yáng)極、陽(yáng)極2、陰極、陰極6、門(mén)極、門(mén)極3、所有的集成電路芯片，凡是標(biāo)著、所有的集成電路芯片，凡是標(biāo)著N.C.的腳都是空腳，這樣的的腳都是空腳，這樣的管腳沒(méi)有任何內(nèi)部連接，純粹是為了接插和焊接的方便而設(shè)。管腳沒(méi)有任何內(nèi)部連接，純粹是

27、為了接插和焊接的方便而設(shè)。3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件v 十一、雙路高速高增益光電耦合器原理圖十一、雙路高速高增益光電耦合器原理圖3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件MHM-02A/B 雙路高速光電雙路高速光電耦合器耦合器 高速光柵隔離器高速光柵隔離器 MHM-02型型 雙路高速光柵隔離器（光電耦合器雙路高速光柵隔離器（光電耦合器 編碼器信號(hào)轉(zhuǎn)換器編碼器信號(hào)轉(zhuǎn)換器 編碼器信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊）應(yīng)用編碼器信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊）應(yīng)用于包括微處理器系統(tǒng)于包括微處理器系統(tǒng)TTL與與PLC之間數(shù)據(jù)高速之間數(shù)據(jù)高速傳輸轉(zhuǎn)換接口

28、（如解決雷諾德旋轉(zhuǎn)編碼器輸出傳輸轉(zhuǎn)換接口（如解決雷諾德旋轉(zhuǎn)編碼器輸出與與PLC控制器之間轉(zhuǎn)換接口、應(yīng)用于西門(mén)子控制器之間轉(zhuǎn)換接口、應(yīng)用于西門(mén)子FM350-2高速計(jì)數(shù)模塊、西門(mén)子高速計(jì)數(shù)模塊、西門(mén)子313C-2DP高高速計(jì)數(shù)通道）、電動(dòng)機(jī)數(shù)字光電編碼器、光柵速計(jì)數(shù)通道）、電動(dòng)機(jī)數(shù)字光電編碼器、光柵尺與尺與PLC控制器之間轉(zhuǎn)換接口、變頻器脈沖信控制器之間轉(zhuǎn)換接口、變頻器脈沖信號(hào)與號(hào)與PLC控制器之間的信號(hào)傳輸、數(shù)據(jù)輸入控制器之間的信號(hào)傳輸、數(shù)據(jù)輸入/輸輸出轉(zhuǎn)換接口、微處理器系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)外設(shè)接口、出轉(zhuǎn)換接口、微處理器系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)外設(shè)接口、還特別適用于電機(jī)自控應(yīng)用等領(lǐng)域。尤其是能還特別適用于電機(jī)自控應(yīng)

29、用等領(lǐng)域。尤其是能克服工控系統(tǒng)復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下的強(qiáng)干擾，將克服工控系統(tǒng)復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下的強(qiáng)干擾，將強(qiáng)電傳動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和遠(yuǎn)程強(qiáng)電傳動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和遠(yuǎn)程PLC控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間電氣隔離，排除強(qiáng)電場(chǎng)、強(qiáng)磁場(chǎng)等電氣干擾。間電氣隔離，排除強(qiáng)電場(chǎng)、強(qiáng)磁場(chǎng)等電氣干擾。MHM-02型高速光電耦合模塊可以分隔系統(tǒng)和型高速光電耦合模塊可以分隔系統(tǒng)和有效保護(hù)較為敏感的電路，并且具有脈沖整形有效保護(hù)較為敏感的電路，并且具有脈沖整形功能，有效地提高了系統(tǒng)之間的抗干擾性能，功能，有效地提高了系統(tǒng)之間的抗干擾性能，為工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的高低電壓之間提供為工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的高低電壓之間提供一個(gè)完全物理隔離的安全接

30、口。內(nèi)置二路獨(dú)立一個(gè)完全物理隔離的安全接口。內(nèi)置二路獨(dú)立隔離器。隔離器。3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件v十二、幾種使用電路：v （1）光耦控制繼電器電路3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件三相固態(tài)繼電器三相固態(tài)繼電器3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：光電耦合器的電流傳輸比為光電耦合器的電流傳輸比為20%20%，耐壓為，耐壓為150V150V，驅(qū)動(dòng)電流在，驅(qū)動(dòng)電流在8 820mA20mA之間。在實(shí)際使用中，之間。在實(shí)際使用中，由于它沒(méi)有一般電磁繼

31、電器常見(jiàn)的實(shí)際接點(diǎn)，因此由于它沒(méi)有一般電磁繼電器常見(jiàn)的實(shí)際接點(diǎn)，因此不存在接觸不良和燃弧打火等現(xiàn)象，也不會(huì)因受外不存在接觸不良和燃弧打火等現(xiàn)象，也不會(huì)因受外力或機(jī)械沖擊而引起誤動(dòng)作。所以，它的性能比較力或機(jī)械沖擊而引起誤動(dòng)作。所以，它的性能比較可靠，工作十分穩(wěn)定。可靠，工作十分穩(wěn)定。3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件v （2）光電耦合器用于電話(huà)保安裝置為了防止電話(huà)線(xiàn)路被并機(jī)竊用或電話(huà)機(jī)被盜用通話(huà)為了防止電話(huà)線(xiàn)路被并機(jī)竊用或電話(huà)機(jī)被盜用通話(huà) ，可，可以利用光電耦合器來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的電話(huà)保安電路以利用光電耦合器來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的電話(huà)保安電路 整流

32、電路整流電路S3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件 平時(shí)在掛機(jī)狀態(tài)下，線(xiàn)路中的平時(shí)在掛機(jī)狀態(tài)下，線(xiàn)路中的48V或或60V饋電壓（交饋電壓（交換機(jī)型號(hào)不同時(shí)，該饋電壓也有所不同），經(jīng)換機(jī)型號(hào)不同時(shí)，該饋電壓也有所不同），經(jīng)VD1VD4整流、整流、R2限流、齊納二極管限流、齊納二極管VD穩(wěn)壓后，使穩(wěn)壓后，使IC的輸?shù)妮斎攵税l(fā)光管點(diǎn)亮，導(dǎo)致入端發(fā)光管點(diǎn)亮，導(dǎo)致IC輸出端的受光器件轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀輸出端的受光器件轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)而使晶體管態(tài)而使晶體管V呈截止?fàn)顟B(tài)，繼電器呈截止?fàn)顟B(tài)，繼電器K不工作，控制線(xiàn)不工作，控制線(xiàn)路中的觸點(diǎn)路中的觸點(diǎn)K-1斷開(kāi)，斷開(kāi)，R1不接入電話(huà)

33、線(xiàn)路中，電路處在不接入電話(huà)線(xiàn)路中，電路處在正常的監(jiān)控狀態(tài)。同時(shí)正常的監(jiān)控狀態(tài)。同時(shí)K-2也處在斷開(kāi)位置，電子報(bào)警也處在斷開(kāi)位置，電子報(bào)警蜂鳴器不發(fā)聲。蜂鳴器不發(fā)聲。3.63.6 結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例結(jié)型光器件的應(yīng)用實(shí)例-光電耦合器件光電耦合器件v 一旦有并機(jī)竊用或電話(huà)機(jī)被盜用時(shí)，線(xiàn)路中的饋電電壓下一旦有并機(jī)竊用或電話(huà)機(jī)被盜用時(shí)，線(xiàn)路中的饋電電壓下降到降到6 610V10V，由于該，由于該6 610V10V的電壓經(jīng)的電壓經(jīng)VD1VD1VD4VD4整流后不能整流后不能使使VDVD擊穿，因此將不能亮擊穿，因此將不能亮ICIC輸入端的發(fā)光管，這將使輸出輸入端的發(fā)光管，這將使輸出端由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止而使阻值呈現(xiàn)無(wú)窮大，進(jìn)而使端由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止而使阻值呈現(xiàn)無(wú)窮大，進(jìn)而使V V的基極的基極通過(guò)電阻通過(guò)電阻R3R3獲得基流而導(dǎo)通，繼電器吸合使獲得基流而