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SO-4貼片光耦/4DIP光耦合器

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光耦合器

SO-4封裝四腳貼片光耦:NEC-PS2501L-1-E3-A-KK

4DIP四腳直插光耦:NEC-PS2501-1-E3-A-KK

 

NEC NECPS2501資料下載

SO-4封裝貼片四腳光耦:EL817系列

4 Pin DIP直插光耦:EL817系列

億光 EL817规格书

光耦合器選購常見問題解答

1、光耦的作用在電路中體現在哪些方面?

2、光耦的工作原理是什麽?

3、常用的光耦電路大全

4、光耦選型常用參數介紹

5、光耦的特點性能及常用類型

6、光耦的種類及替代方法

 

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光耦的作用在電路中體現在哪些方面?    

光耦合器(optical coupler,英文缩写为OC)亦称光电隔离器,简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用,所以,它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二極管(LED),使之發出一定波長的光,被光探測器接收而産生光電流,再經過進一步放大後輸出。這就完成了電—光—電的轉換,從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離,電信號傳輸具有單向性等特點,因而具有良好的電絕緣能力和抗幹擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件,因而具有很強的共模抑制能力。所以,它在長線傳輸信息中作爲終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計算機數字通信及實時控制中作爲信號隔離的接口器件,可以大大增加計算機工作的可靠性。
光耦合器的主要優點是:信號單向傳輸,輸入端與輸出端完全實現了電氣隔離隔離,輸出信號對輸入端無影響,抗幹擾能力強,工作穩定,無觸點,使用壽命長,傳輸效率高。光耦合器是70年代發展起來産新型器件,現已廣泛用于電氣絕緣、電平轉換、級間耦合、驅動電路、開關電路、斬波器、多諧振蕩器、信號隔離、級間隔離、脈沖放大電路、數字儀表、遠距離信號傳輸、脈沖放大、固態繼電器(SSR)、儀器儀表、通信設備及微機接口中。在單片開關電源中,利用線性光耦合器可構成光耦反饋電路,通過調節控制端電流來改變占空比,達到精密穩壓目的。

光电耦合器件是由发光元件(如发光二極管)和光电接收元件合并使用, 以光作为媒介传递信号的光电器件。 光电耦合器中的发光元件通常是半导体的发光二極管, 光电接收元件有光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管或光可控硅等。 根据其结构和用途不同,又可分为用于实现电隔离的光电耦合器和用于检测有无物体的光电开关。
光电耦合器实际上是一个电量隔离转换器, 它具有抗干扰性能和单向信号传输功能, 广泛应用在电路隔离、电平转换、噪声抑制、无触点开关及固态继电器等场合.

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光耦的工作原理是什麽?

    光耦隔离就是采用光耦合器进行隔离,光耦合器的结构相当于把发光二極管和光敏(三极)管封装在一起。发光二極管把输入的电信号转换为光信号传给光敏管转换为电信号输出,由于没有直接的电气连接,这样既耦合传输了信号,又有隔离作用。只要光耦合器质量好,电路参数设计合理,一般故障少见。如果系统中出现异常,使输入、输出两侧的电位差超过光耦合器所能承受的电压,就会使之被击穿损坏。

光隔離是一種很常用的信號隔離形式。常用光耦器件及其外圍電路組成。由于光耦電路簡單,在數字隔離電路或數據傳輸電路中常常用到,如UART協議的20mA電流環。對于模擬信號,光耦因爲輸入輸出的線形較差,並且隨溫度變化較大,限制了其在模擬信號隔離的應用。

對于高頻交流模擬信號,變壓器隔離是最常見的選擇,但對于支流信號卻不適用。一些廠家提供隔離放大器作爲模擬信號隔離的解決方案,如ADI的AD202,能够提供从直流到几K的频率内提供0.025%的线性度,但这种隔离器件内部先进行电压-频率转换,对产生的交流信号进行變壓器隔离,然后进行频率-电压转换得到隔离效果。集成的隔离放大器内部电路复杂,体积大,成本高,不适合大规模应用。

模擬信號隔離的一個比較好的選擇是使用線形光耦。線性光耦的隔離原理與普通光耦沒有差別,只是將普通光耦的單發單收模式稍加改變,增加一個用于反饋的光接受電路用于反饋。這樣,雖然兩個光接受電路都是非線性的,但兩個光接受電路的非線性特性都是一樣的,這樣,就可以通過反饋通路的非線性來抵消直通通路的非線性,從而達到實現線性隔離的目的。

 

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常用的光耦電路大全

1、光耦隔離和驅動電路圖:
光耦隔离和驱动电路图

2、光耦隔離輸出驅動電路圖:
光耦隔离输出驱动电路图

3、 双光耦驱动电路图

双光耦驱动电路图

4、開關電源的光耦輸出方式電路圖
开关电源的光耦输出方式电路图

 

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光耦選型常用參數介紹

光耦全称是光耦合器,英文名字是:optical coupler,英文缩写为OC,亦称光电隔离器,简称光耦。

光耦的技术参数主要有发光二極管正向压降VF、正向电流IF、电流传输比CTR、输入级与输出级之间的绝缘電阻、集电极-发射极反向击穿电压V(BR)CEO、集电极-发射极饱和压降VCE(sat)。此外,在传输数字信号时还需考虑上升时间、下降时间、延迟时间和存储时间等参数。

CTR:发光管的电流和光敏三極管的电流比的最小值
隔離電壓:发光管和光敏三極管的隔離電壓的最小值
集電極-發射極電壓:集電極-發射極之間的耐壓值的最小值光耦什麽時候導通?什麽時候截至?

电流传输比是光耦合器的重要参数,通常用直流电流传输比来表示。当输出电压保持恒定时,它等于直流输出电流ic与直流输入电流IF的百分比。采用一只光敏三極管的光耦合器,CTR的范围大多为20%~300%(如4N35),而PC817则为80%~160%,达林顿型光耦合器(如4N30)可达100%~5000%。这表明欲获得同样的输出电流,后者只需较小的输入电流。因此,CTR参数与晶体管的hFE有某种相似之处。线性光耦合器与普通光耦合器典型的CTR-IF特性曲线

普通光耦合器的CTR-IF特性曲線呈非線性,在IF較小時的非線性失真尤爲嚴重,因此它不適合傳輸模擬信號。線性光耦合器的CTR-IF特性曲線具有良好的線性度,特別是在傳輸小信號時,其交流電流傳輸比(ΔCTR=Δic/ΔIF)很接近于直流電流傳輸比CTR值。因此,它適合傳輸模擬電壓或電流信號,能使輸出與輸入之間呈線性關系。這是其重要特性。

使用光电耦合器主要是为了提供输入电路和输出电路间的隔离,在设计电路时,必须遵循下列原则:所选用的光电耦合器件必须符合国内和国际的有关隔离击穿电压的标准;由英国埃索柯姆(Isocom)公司、美国摩托罗拉公司生产的4N××系列(如4N25 、4N26、4N35)光耦合器,目前在国内应用地十分普遍。鉴于此类光耦合器呈现开关特性,其线性度差,适宜传输数字信号(高、低电平),可以用于单片机的输出隔离;所选用的光耦器件必须具有较高的耦合系数。

在开关电源的隔离中,以及设计光耦反馈式开关电源时必须正确选择线性光耦合器的型号及参数, 除了必须遵循普通光耦的选取原则外,还必须遵循下列原则:

1、光耦合器的電流傳輸比(CTR)的允許範圍是50%~200%。這是因爲當CTR<50%時,光耦中的LED就需要較大的工作電流(IF>5.0mA),才能正常控制單片開關電源ic的占空比,這會增大光耦的功耗。若CTR>200%,在啓動電路或者當負載發生突變時,有可能將單片開關電源誤觸發,影響正常輸出。

2、若用放大器電路去驅動光電耦合器,必須精心設計,保證它能夠補償耦合器的溫度不穩定性和漂移。

3、推薦采用線性光耦合器,其特點是CTR值能夠在一定範圍內做線性調整。

上述使用的光電耦合器時工作在線性方式下,在光電耦合器的輸入端加控制電壓,在輸出端會成比例地産生一個用于進一步控制下一級電路的電壓,是單片機進行閉環調節控制,對電源輸出起到穩壓的作用。

为了彻底阻断干扰信号进入系统,不仅信号通路要隔离,而且输入或输出电路与系统的电源也要隔离,即这些电路分别使用相互独立的隔离电源。对于共模干扰,采用隔离技术,即利用變壓器或线性光电耦合器,将输入地与输出地断开,使干扰没有回路而被抑制。在开关电源中,光电耦合器是一个是非重要的外围器件,设计者可以充分的利用它的输入输出隔离作用对单片机进行抗干扰设计,并对变换器进行闭环稳压调节。

還有一種光耦是可控矽型光耦
例如:moc3063、IL420;
它們的主要指標是負載能力;
例如:moc3063的負載能力是100mA;IL420是300mA;
 

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