光耦合器
光电耦合器介绍
光电耦合器介绍光耦是做什么用的呢?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极管和光敏(三极)管封装在一起。
发光二极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,又有隔离干扰的作用。
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。
光耦的参数都有哪些?是什么含义?1、CTR:电流传输比2、Isolation V oltage:隔离电压3、Collector-Emitter Voltage:集电极-发射极电压CTR:发光管的电流和光敏三极管的电流比的最小值隔离电压:发光管和光敏三极管的隔离电压的最小值集电极-发射极电压:集电极-发射极之间的耐压值的最小值光耦什么时候导通?什么时候截至?-------------------------------------关于TLP521-1的光耦的导通的试验报告要求:3.5v~24v 认为是高电平,0v~1.5v认为是低电平思路:1、0v~1.5v认为是低电平,利用串接一个二极管1N4001的压降0.7V+光耦的LED的压降,吃掉1.4V左右;2、24V是最高电压,不能在最高电压的时候,光耦通过的电流太大;所以选用2K的电阻;光耦工作在大概10mA的电流,可以保证稳定可靠工作n年以上;3、3.5V以上是高电平,为了尽快进入光敏三极管的饱和区,要把光耦的光敏三极管的上拉电阻加大;因此选用10K;同时要考虑到ctr最小为50%;电路:1、发光管端:实验室电源(0~24V)->2K->1N4001->TLP521-1(1)->TLP521-1(2)-gnd12、光敏三极管:实验室电源(DC5V)->10K->TLP521-1(4)->TLP521-1(3)-gnd23、万用表直流电压挡20V万用表+ -> TLP521-1(4)万用表- -> TLP521-1(3)试验结果输入电源万用表电压(V)1.3V 51.5V 4.81.7V 4.411.9V 3.582.1V 2.942.3V 1.82.5V 0.582.7V 0.22.9V 0.193.1V 0.173.3V 0.163.5V 0.165V 0.1324V 0.06-----------------------------------------光耦是用来隔离输入输出的,主要是隔离输入的信号。
光耦合器
通常情况下,单芯片集成多路光耦的器件速度都比较慢,而速度快的器件大多都是单路的,大量的隔离器件需要占用很大布板面积,也使得设计的成本大大增加。在设计中,受电路板尺寸、传输速度、设计成本等因素限制,无法选用速度上非常占优势的单路光耦器件。更多电子元件资料
光耦合器的主要参数
耦合比CR:是一个指定输出端的光功率Poc和全部输出端的光功率总和Pot的比值
附加损耗:是全部输入端光功率总和Pit和全部输出端光功率Pot的比值
插入损耗Lt:是一个指定输入端光功率Pic和另一个指定输出端管功率Poe的比值
方向性DIR(隔离度):是一个指定输入端光功率Pic和由耦合器发射到其他端的光功率Pr的比值
星型光耦合器:是一种nXm的光耦合器,可把n根光纤输入的光功率组合在一起,均匀的分配给m根光纤
定向光耦合器:是一种2X2或3端或4端光耦合器,用于分别驱除光线中向不同方向传输的光信号,只用于作分路器,不能做合路器
波分复用/解复用器:波分复用器是和波长有关的光耦合器,用于把多个不同波长的发射机输出的光信号组合在一起,输入到一根光纤;解复用器用于把一根光纤输出的多个不同波长的光信号分配给不同的光接收机。
光耦合器
光耦合器(简称光耦),是一种把发光元件和光敏元件封装在同一壳体内,中间通过电→光→电的转换来传输电信号的半导体光电子器件。光耦合器的作用是把一个输入光信号分配给多个输出,或把多个输入的光信号组合成一个输出。
半导体电子元器件基本知识
半导体电子元器件基本知识四、光隔离器件光耦合器又称光电耦合器,是由发光源和受光器两部分组成。
发光源常用砷化镓红外发光二极管,发光源引出的管脚为输入端。
常用的受光器有光敏三极管、光敏晶闸管和光敏集成电路等。
受光器引出的管脚为输出端。
光耦合器利用电---光----电两次转换的原理,通过光进行输入与输出之间的耦合。
光耦合器输入与输出之间具有很高的绝缘电阻,可以达到10的10次方欧姆,输入与输出间能承受2000V以上的耐压,信号单向传输而无反馈影响。
具有抗干扰能力强、响应速度快、工作可靠等优点,因而用途广泛。
如在:高压开关、信号隔离转换、电平匹配等电路中。
光隔离常用如图:五、电容有电解电容、瓷片电容、涤纶电容、纸介电容等。
利用电容的两端的电压不能突变的特性可以达到滤波和平滑电压的目的以及电路之间信号的耦合。
电解电容是有极性的(有+、-之分)使用时注意极性和耐压。
电路原理图一般用C1、C2、C?等表示。
半导体二极管、三极管、场效应管是电路中最常用的半导体器件,PN结是构成各种半导体器件的重要基础。
导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。
具有热敏、光敏、掺杂特性;根据掺入的杂质不同,可分为:N型半导体、P型半导体。
PN结是采用特定的制造工艺,使一块半导体的两边分别形成P型半导体和N型半导体,它们交界面就形成PN结。
PN结具有单向导电性,即在P端加正电压,N端接负时PN结电阻很低,PN结处于导通状态,加反向电压时,PN结呈高阻状态,为截止,漏电流很小。
一、二极管将PN结加上相应的电极引线和管壳就成为半导体二极管。
P结引出的电极称为阳极(正极),N结引出的电极称为阴极(负极),原理图中一般常用D1、D2、D?等表示。
二极管正向导通特性(死区电压):硅管的死区电压大于0。
5V,诸管大于0。
1V。
用数字式万用表的二极管档可直接测量出正极和负极。
利用二极管的单向导电性可以组成整流电路。
将交流电压变为单向脉动电压。
光耦全解
什么是光耦?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。
光耦的结构是什么样的?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极管和光敏(三极)管封装在一起。
为什么要使用光耦?发光二极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,又有隔离干扰的作用。
光耦爱坏吗?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。
光耦的参数都有哪些?是什么含义?1、CTR:电流传输比2、Isolation Voltage:隔离电压3、Collector-Emitter Voltage:集电极-发射极电压CTR:发光管的电流和光敏三极管的电流比的最小值隔离电压:发光管和光敏三极管的隔离电压的最小值集电极-发射极电压:集电极-发射极之间的耐压值的最小值光耦什么时候导通?什么时候截至?关于TLP521-1的光耦的导通的试验报告要求:3.5v~24v 认为是高电平,0v~1.5v认为是低电平思路:1、0v~1.5v认为是低电平,利用串接一个二极管1N4001的压降0.7V+光耦的LED的压降,吃掉1.4V左右;2、24V是最高电压,不能在最高电压的时候,光耦通过的电流太大;所以选用2K的电阻;光耦工作在大概10mA的电流,可以保证稳定可靠工作n年以上;3、3.5V以上是高电平,为了尽快进入光敏三极管的饱和区,要把光耦的光敏三极管的上拉电阻加大;因此选用10K;同时要考虑到ctr最小为50%;电路:1、发光管端:实验室电源(0~24V)->2K->1N4001->TLP521-1(1)->TLP521-1 (2)-gnd12、光敏三极管:实验室电源(DC5V)->10K->TLP521-1(4)->TLP521-1(3)-gnd2 3、万用表直流电压挡20V万用表+ -> TLP521-1(4)万用表- -> TLP521-1(3)试验结果输入电源万用表电压(V)1.3V 51.5V 4.81.7V 4.411.9V 3.582.1V 2.942.3V 1.82.5V 0.582.7V 0.22.9V 0.193.1V 0.173.3V 0.163.5V 0.165V 0.1324V 0.06思考题:光耦的CTR(电流传输比)是什么含义?思考题:1、光耦的CTR(电流传输比)是什么含义?2、CTR与上拉电阻和光耦的光敏三极管之间与饱和导通或者截至之间的关系;参考资料:TLP521-1的CTR为50%(最小值);TLP521-1的长相TLP521-1的长相光藕的电流传输比电流传输比是光藕的重要参数,通常用直流电流传输比来表示。
光耦的作用及工作原理
光耦的作用及工作原理光耦合器〔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。
光耦合器一般由三局部组成:光的发射、光的接收及信号放大。
输入的电信号驱动发光二极管〔LED〕,使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。
这就完成了电—光—电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。
由于光耦合器输入输出间互相隔离,电信号传输具有单向性等特点,因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。
又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件,因而具有很强的共模抑制能力。
所以,它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。
在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件,可以大大增加计算机工作的可靠性。
光耦合器的主要优点是:信号单向传输,输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离,输出信号对输入端无影响,抗干扰能力强,工作稳定,无触点,使用寿命长,传输效率高。
光耦合器是70年代开展起来的新型器件,现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。
在单片开关电源中,利用线性光耦合器可构成光耦反应电路,通过调节控制端电流来改变占空比,到达精密稳压目的。
学习笔记:光耦的主要作用就是隔离作用,如信号隔离或光电的隔离。
隔离能起到保护的作用,如一边是微处理器控制电路,另一边是高电压执行端,如市电启动的电机,电灯等等,就可以用光耦隔离开。
当两个不同型号的光耦只有负载电流不同时,可以用大负载电流的光耦代替小负载电流的光耦。
以六脚光耦TLP641J为例,说明其原理。
一个光控晶闸管〔photo-thyristor〕耦合〔couple to〕一个砷化镓〔gallium arsenide〕红外发光二极管〔diode〕组成。
光纤耦合器Coupler
光纤耦合器又名:分歧器光纤耦合器(Coupler )是将光讯号从一条光纤中分至多条光纤中的元件,属于光被动元件领域,在电信网路、有线电视网路、用户回路系统、区域网路中都会应用到,与光纤连接器分列被动元件中使用最大项的。
光纤耦合器可分标准耦合器(双分支,单位1X2,亦即将光讯号分成两个功率)、星状/树状耦合器、以及波长多工器(WDM,若波长属高密度分出,即波长间距窄,则属于DWDM ),制作方式则有烧结(Fuse )、微光学式(Micro Optics )、光波导式(Wave Guide )三种,而以烧结式方法生产占多数(约有90 %)。
烧结方式的制作法,是将两条光纤并在一起烧融拉伸,使核芯聚合一起,以达光耦合作用,而其中最重要的生产设备是融烧机,也是其中的重要步骤,虽然重要步骤部份可由机器代工,但烧结之后,仍须人工作检测封装,因此人工成本约占10〜15 %左右,再者采用人工检测封装须保品质的一致性,这也是量产时所必须克服的,但技术困难度不若DWDM module及光主动元件高,因此初期想进入光纤产业的厂商,大部分会从光耦合器切入,毛利则在20〜30 %。
光耦合器又名:光电隔离器光耦合器(optical coupler,英文缩写为0C )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。
概述a rl fa rl fca u —Aa rWr a K&f s bAsi sa G—r —"l S 1 ai*tJfcaa*aaV ---------------------- 1 a*rr ■ a'sa jNN rM fa r< f J i a a a Gfr rf fia*& —fa* u sfci's rB f J eft P T a a stl q q — Un s --------------------------------- fa i ------fa* & u rl rB ifa atA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。
光纤耦合器(Coupler)
光纤耦合器又名:分歧器光纤耦合器(Coupler)是将光讯号从一条光纤中分至多条光纤中的元件,属于光被动元件领域,在电信网路、有线电视网路、用户回路系统、区域网路中都会应用到,与光纤连接器分列被动元件中使用最大项的。
光纤耦合器可分标准耦合器(双分支,单位1×2,亦即将光讯号分成两个功率)、星状/树状耦合器、以及波长多工器(WDM,若波长属高密度分出,即波长间距窄,则属于DWD M),制作方式则有烧结(Fuse)、微光学式(Micro Optics)、光波导式(Wave Guide)三种,而以烧结式方法生产占多数(约有90%)。
烧结方式的制作法,是将两条光纤并在一起烧融拉伸,使核芯聚合一起,以达光耦合作用,而其中最重要的生产设备是融烧机,也是其中的重要步骤,虽然重要步骤部份可由机器代工,但烧结之后,仍须人工作检测封装,因此人工成本约占10~15%左右,再者采用人工检测封装须保品质的一致性,这也是量产时所必须克服的,但技术困难度不若DWDM module及光主动元件高,因此初期想进入光纤产业的厂商,大部分会从光耦合器切入,毛利则在20~30%。
光耦合器又名:光电隔离器光耦合器(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极管(LED),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。
这就完成了电—光—电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。
由于光耦合器输入输出间互相隔离,电信号传输具有单向性等特点,因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。
又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件,因而具有很强的共模抑制能力。
光电耦合器简介以及作用详解
光电耦合器简介以及作用详解
光电耦合器(简称光耦)全称为光电耦合器接口电路,是一种把发光元件和光敏元件封装在同一壳体内,中间通过电→光→电的转换来传输电信号的半导体光电子器件。
光电耦合器可根据不同要求,由不同种类的发光元件和光敏元件组合成许多系列的光电耦合器。
目前应用最广的是发光二极管和光敏三极管组合成的光电耦合器。
光耦以光信号为媒介来实现电信号的耦合与传递,输入与输出在电气上完全隔离,具有抗干扰性能强的特点。
对于既包括弱电控制部分,又包括强电控制部分的工业应用测控系统,采用光耦隔离可以很好地实现弱电和强电的隔离,达到抗干扰目的。
但是,使用光耦隔离需要考虑以下几个问题:①光耦直接用于隔离传输模拟量时,要考虑光耦的非线性问题; ②光耦隔离传输数字量时,要考虑光耦的响应速度问题; ③如果输出有功率要求的话,还得考虑光耦的功率接口设计问题。
学习笔记:光耦的主要作用就是隔离作用,如信号隔离或光电的隔离。
隔离能起到保护的作用,如一边是微处理器控制电路,另一边是高电压执行端,如市电启动的电机,电灯等等,就可以用光耦隔离开。
当两个不同型号的光耦只有负载电流不同时,可以用大负载电流的光耦代替小负载电流的光耦。
光耦合器
光耦合器(opticalcoupler,英文缩写为OC)亦称光电隔离器或光电耦合器,简称光耦。
它是以光为媒介来传输电信号的器件,通常把发光器(红外线发光二极管LED)与受光器(光敏半导体管)封装在同一管壳内。
当输入端加电信号时发光器发出光线,受光器接受光线之后就产生光电流,从输出端流出,从而实现了“电—光—电”转换。
以光为媒介把输入端信号耦合到输出端的光电耦合器,由于它具有体积小、寿命长、无触点,抗干扰能力强,输出和输入之间绝缘,单向传输信号等优点,在数字电路上获得广泛的应用。
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极管(LED),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。
这就完成了电—光—电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。
由于光耦合器输入输出间互相隔离,电信号传输具有单向性等特点,因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。
又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件,因而具有很强的共模抑制能力。
所以,它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。
在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件,可以大大增加计算机工作的可靠性。
在单片开关电源中,利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路,通过调节控制端电流来改变占空比,达到精密稳压目的。
光电耦合器分为两种:一种为非线性光耦,另一种为线性光耦。
非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的,这类光耦适合于开关信号的传输,不适合于传输模拟量。
常用的4N系列光耦属于非线性光耦。
线性光耦的电流传输特性曲线接近直线,并且小信号时性能较好,能以线性特性进行隔离控制。
常用的线性光耦是PC817A—C系列。
开关电源中常用的光耦是线性光耦。
如果使用非线性光耦,有可能使振荡波形变坏,严重时出现寄生振荡,使数千赫的振荡频率被数十到数百赫的低频振荡依次为号调制。
光电耦合的主要特点如下:1.输入和输出端之间绝缘,其绝缘电阻一般都大于1010Ω,耐压一般可超过1kV,有的甚至可以达到10kV以上。
光耦合器的原理及应用
光耦合器的原理及应用光耦合器是一种能够将光信号从一个波导导向另一个波导的器件。
它是由两个相互靠近的光导层组成,中间被一个非光导层隔开。
光耦合器的原理基于光信号在两个光导层之间的耦合效应。
当光线通过一个光导层时,由于折射率不匹配,一部分光会耦合到另一个光导层中。
1.直接耦合:直接耦合是通过将两个光波导相互靠拢而实现的。
当两个光波导的间距逐渐减小时,光波导之间的耦合效应增强,光信号会从一个光波导传输到另一个光波导。
2.光子耦合:光子耦合是通过一个中间的非光导层实现的。
当光信号通过第一个光波导时,它会耦合到非光导层中,并通过非光导层传输到第二个光波导中。
光子耦合可以通过合理设计非光导层的折射率和厚度来控制。
3.表面插入耦合:表面插入耦合是通过在光波导表面引入一个插入层来实现的。
插入层是一种厚度较大的非光导层,光信号会在插入层和光波导之间反射和散射,从而实现光信号的耦合。
1.光通信:光耦合器可以用于光纤通信系统中,将光信号从一个光纤传输到另一个光纤,实现光信号的分配和复用。
2.光传感:光传感是一种利用光信号检测和测量环境中的物理量或化学量的技术。
光耦合器可以用于将传感器中的光信号从传感器波导耦合到光纤中进行传输,以实现远距离的测量和监测。
3.光路复用:光耦合器可以用于光路复用技术中,将多个光信号从不同的光波导复用到同一个光波导中,从而实现多路复用和集成。
4.光电子集成电路:光电子集成电路是一种将光学器件和电子器件集成在一起的技术。
光耦合器可以用于将光学器件和电子器件连接起来,实现光电子信号的转换和处理。
总结来说,光耦合器是一种非常重要的光学器件,它能够实现光信号的传输、耦合和分配,广泛应用于光通信、光传感、光路复用和光电子集成电路等领域。
随着光纤通信和光学器件技术的不断发展,光耦合器在各个领域中的应用也会越来越广泛。
光耦简介及常见型号
光耦简介及常见型号光电耦合器(简称光耦)是开关电源电路中常用的器件。
光电耦合器分为两种:一种为非线性光耦,另一种为线性光耦。
常用的4N系列光耦属于非线性光耦常用的线性光耦是PC817A—C系列。
非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的,这类光耦适合于弄开关信号的传输,不适合于传输模拟量。
线性光耦的电流传输手特性曲线接进直线,并且小信号时性能较好,能以线性特性进行隔离控制。
开关电源中常用的光耦是线性光耦。
如果使用非线性光耦,有可能使振荡波形变坏,严重时出现寄生振荡,使数千赫的振荡频率被数十到数百赫的低频振荡依次为号调制。
由此产生的后果是对彩电,彩显,VCD,DCD等等,将在图像画面上产生干扰。
同时电源带负载能力下降。
在彩电,显示器等开关电源维修中如果光耦损坏,一定要用线性光耦代换。
常用的4脚线性光耦有PC817A----C。
PC111 TLP521等常用的六脚线性光耦有:TLP632 TLP532 PC614 PC714 PS2031等。
常用的4N25 4N26 4N35 4N36是不适合用于开关电源中的,因为这4种光耦均属于非线性光耦。
经查大量资料后,以下是目前市场上常见的高速光藕型号:100K bit/S:6N138、6N139、PS87031M bit/S:6N135、6N136、CNW135、CNW136、PS8601、PS8602、PS8701、PS9613、PS9713、CNW4502、HCPL-2503、HCPL-4502、HCPL-2530(双路)、HCPL-2531(双路)10M bit/S:6N137、PS9614、PS9714、PS9611、PS9715、HCPL-2601、HCPL-2611、HCPL-2630(双路)、HCPL-2631(双路)光耦合器的增益被称为晶体管输出器件的电流传输比(CTR),其定义是光电晶体管集电极电流与LED正向电流的比率(ICE/IF)。
光电晶体管集电极电流与VCE有关,即集电极和发射极之间的电压。
光耦简介及常见型号
光耦简介及常见型号常⽤光耦简介及常见型号光电耦合器(简称光耦)是开关电源电路中常⽤的器件。
光电耦合器分为两种:⼀种为⾮线性光耦,另⼀种为线性光耦。
常⽤的4N系列光耦属于⾮线性光耦常⽤的线性光耦是PC817A—C系列。
⾮线性光耦的电流传输特性曲线是⾮线性的,这类光耦适合于弄开关信号的传输,不适合于传输模拟量。
线性光耦的电流传输⼿特性曲线接进直线,并且⼩信号时性能较好,能以线性特性进⾏隔离控制。
开关电源中常⽤的光耦是线性光耦。
如果使⽤⾮线性光耦,有可能使振荡波形变坏,严重时出现寄⽣振荡,使数千赫的振荡频率被数⼗到数百赫的低频振荡依次为号调制。
由此产⽣的后果是对彩电,彩显,VCD,DCD等等,将在图像画⾯上产⽣⼲扰。
同时电源带负载能⼒下降。
在彩电,显⽰器等开关电源维修中如果光耦损坏,⼀定要⽤线性光耦代换。
常⽤的4脚线性光耦有PC817A----C。
PC111 TLP521等常⽤的六脚线性光耦有:TLP632 TLP532 PC614 PC714 PS2031等。
常⽤的4N25 4N26 4N35 4N36是不适合⽤于开关电源中的,因为这4种光耦均属于⾮线性光耦。
经查⼤量资料后,以下是⽬前市场上常见的⾼速光藕型号:100K bit/S:6N138、6N139、PS87031M bit/S:6N135、6N136、CNW135、CNW136、PS8601、PS8602、PS8701、PS9613、PS9713、CNW4502、HCPL-2503、HCPL-4502、HCPL-2530(双路)、HCPL-2531(双路)10M bit/S:6N137、PS9614、PS9714、PS9611、PS9715、HCPL-2601、HCPL-2611、HCPL-2630(双路)、HCPL-2631(双路)光耦合器的增益被称为晶体管输出器件的电流传输⽐(CTR),其定义是光电晶体管集电极电流与LED正向电流的⽐率(ICE/IF)。
光耦的工作原理
光耦的工作原理
光耦,即光电耦合器,是一种利用光学原理实现电光转换的器件。
它由发光器件和光敏器件组成,通过光敏元件的光控电流特性,实现输入光信号与输出电信号之间的隔离和传输。
光耦的工作原理如下:
1. 发光器件产生光信号:光耦的发光器件通常采用发光二极管(LED),当向其施加正向偏压时,电子与空穴结合产生光子,即可发射出光信号。
2. 光信号照射到光敏器件上:发光器件发出的光信号经过光耦内部的光隔离结构,照射到光敏器件上。
光敏器件一般采用光敏二极管(光电二极管),其内部的光电效应使其能够将光信号转换为电信号。
3. 光敏器件产生电信号:当光信号照射到光敏二极管上时,光敏二极管中的光电效应使其产生电流。
该电流与输入的光信号强度成正比,完成了光信号到电信号的转换。
4. 输出电信号隔离和传输:光敏器件产生的电信号通过输出端的电路传输出去。
由于发光器件和光敏器件之间通过光信号进行传输,因此输入光信号与输出电信号之间实现了隔离,能够有效避免干扰和传递电气噪声。
光耦能够将输入信号与输出信号实现电气隔离,具有阻隔高、
传输速率快、耐辐照等特点。
它在各种电子设备中广泛应用,例如隔离测量回路、逻辑隔离、噪声干扰抑制等。
光纤耦合器的作用
光纤耦合器的作用
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一、关于光纤耦合器
光纤耦合器是一种由两芯片和一个耦合器头组成的电光传输设备,可以用来将传输线路,光纤或其他光纤的传输信号连接起来。
它通常用于连接光纤设备或光学系统,由于它具有紧凑的结构,良好的信号传输性能,可靠的抗干扰能力,所以在光纤通信系统中被广泛使用。
二、光纤耦合器的作用
1.可以将传输线路,光纤或其他光纤的传输信号连接起来。
它就是将两个光纤设备中的单模光纤信号连接起来的设备,可以有效地提高传输线路的整体性能,改善系统传输的信号质量。
2.用于改善光纤传输性能。
光纤耦合器可以改善光纤传输性能,可以降低系统抖动,并且可以有效地改善信号传输的整体性能。
3.用于降低衰减。
光纤耦合器可以有效地降低光纤传输距离的衰减,从而使得系统在光纤传输距离较远的情况下仍然保持良好的信号传输性能。
4.可以有效地抑制噪声。
光纤耦合器可以有效地抑制噪声,这样可以提高信号的信噪比,从而提高系统的信号传输性能。
5.可以提高系统的可靠性。
光纤耦合器具有良好的抗干扰能力,可以有效地降低系统中噪声的影响,提高系统的可靠性。
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光纤耦合器有哪几种
光纤耦合器有哪几种
1、SC光纤耦合器:应用于SC光纤接口,它与RJ-45接口看上去很相似,不过SC接口显得更扁些,其明显区别还是里面的触片,如果是8条细的铜触片,则是RJ-45接口,如果是一根铜柱则是SC光纤接口。
2、LC光纤耦合器:应用于LC光纤接口,连接SFP模块的连接器,它采用操作方便的模块化插孔(RJ)闩锁机理制成。
(路由器常用)
3、FC光纤耦合器:应用于FC光纤接口,外部加强方式是采用金属套,紧固方式为螺丝扣。
一般在ODF侧采用(配线架上用的最多)
4、ST光纤耦合器:应用于ST光纤接口,常用于光纤配线架,外壳呈圆形,紧固方式为螺丝扣。
(对于10Base-F连接来说,连接器通常是ST类型。
常用于光纤配线架)。
光耦的作用及工作原理
光耦的作用及工作原理光耦合器(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极管(LED),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出.这就完成了电—光—电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。
由于光耦合器输入输出间互相隔离,电信号传输具有单向性等特点,因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。
又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件,因而具有很强的共模抑制能力.所以,它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。
在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件,可以大大增加计算机工作的可靠性。
光耦合器的主要优点是:信号单向传输,输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离,输出信号对输入端无影响,抗干扰能力强,工作稳定,无触点,使用寿命长,传输效率高。
光耦合器是70年代发展起来的新型器件,现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。
在单片开关电源中,利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路,通过调节控制端电流来改变占空比,达到精密稳压目的。
学习笔记:光耦的主要作用就是隔离作用,如信号隔离或光电的隔离。
隔离能起到保护的作用,如一边是微处理器控制电路,另一边是高电压执行端,如市电启动的电机,电灯等等,就可以用光耦隔离开。
当两个不同型号的光耦只有负载电流不同时,可以用大负载电流的光耦代替小负载电流的光耦.以六脚光耦TLP641J为例,说明其原理.一个光控晶闸管(photo-thyristor)耦合(couple to)一个砷化镓(gallium arsenide)红外发光二极管(diode)组成。
简述光耦合器的特点
简述光耦合器的特点《光耦合器的特点》光耦合器是光纤通信系统中重要的光学器件之一,它起着将光信号从一个光纤传输到另一个光纤的作用。
光耦合器具有许多独特的特点,下面将对其进行简要的描述。
首先,光耦合器具有高耦合效率。
由于光纤间的光能损耗较小,光耦合器能够实现较高的耦合效率,保证光信号能够高效地传输。
这对于光纤通信系统来说至关重要,可以确保光信号的稳定传输。
其次,光耦合器具有低插入损耗。
插入损耗是指光信号在通过光耦合器时所引起的能量损失,影响着信号的传输质量。
光耦合器通过精确的对准和设计,可以使插入损耗降至最低,减少信号的衰减,提高系统的传输性能。
另外,光耦合器具有小体积和轻质量的特点。
光耦合器通常采用微型封装技术,使其具有紧凑的尺寸和轻便的重量。
这使得光耦合器在光纤通信系统中更为灵活和方便,能够适应不同的安装环境和应用需求。
此外,光耦合器还具有良好的稳定性和可靠性。
光纤通信系统经常需要长时间、连续不断地工作,因此光耦合器需要具备良好的稳定性和可靠性,以确保系统的长期稳定运行。
光耦合器经过严格的质量控制和测试验证,具有较高的稳定性和可靠性,能够满足光纤通信系统的要求。
最后,光耦合器还具有良好的互连性。
光耦合器能够在不同类型和结构的光纤之间进行光信号的互连,使得系统的组网和拓扑更为灵活和可扩展。
它可以进行单向或双向的光信号传输,满足不同应用场景的需求。
综上所述,《光耦合器的特点》主要包括高耦合效率、低插入损耗、小体积轻质量、良好的稳定性和可靠性以及良好的互连性。
这些特点使得光耦合器成为光纤通信系统中不可或缺的重要组成部分,为光信号的传输和网络的构建提供了有效的解决方案。
光耦合器的工作原理
光耦合器的工作原理光耦合器(Optocoupler)是一种能够通过光信号实现电气隔离和信号转换的电子器件。
它由发光器件和光敏器件组成,通过光信号的发射和接收实现输入和输出之间的隔离,广泛应用于电气与光学之间的接口转换和隔离应用中。
光耦合器的工作原理基于光电效应和光电二极管的基本原理。
光耦合器内部通常包含一个发光二极管(LED)和一个光敏二极管(Photodiode)。
当电压施加在LED上时,LED会发出光信号。
通过光线的作用,光信号会被传输到相对位置的光敏二极管上,从而产生电流。
这个过程可以实现光信号到电信号的转换。
在光耦合器中,发光二极管通常是一个红外光二极管或者是可见光LED,其输出的光信号可以通过外部电路来控制。
发光二极管通过正向偏置的方式进行工作。
当与正向电压相连时,电子能够获得足够的能量跃迁到带锐利尖端的能级中,在这个过程中,电子释放出能量并以光的形式辐射出来。
而光敏二极管通常是一个具有光电导性的二极管。
当光信号照射到光敏二极管上时,光信号的能量激发光敏二极管内的载流子,从而产生电流。
这个电流可以被测量或者用于驱动外部电路。
光耦合器的光敏二极管通常被包装在一个黑色透明的塑料外壳中,用以阻隔外界的光线干扰。
这种外壳经过优化设计,能够将外界光线的影响最小化,从而保证光信号的准确性和可靠性。
光耦合器具有很多优势和应用领域。
首先,光耦合器能够实现电气信号的隔离,提供了一种有效的电路隔离保护机制。
其次,光耦合器能够将输入信号从一个电路传递到另一个电路,同时保持其电势分离,从而避免了一些常见的电路问题,如噪声、干扰和电路间的互连问题。
此外,光耦合器还具有高速传输和低功耗的优势,在数据传输和通信系统等领域有着广泛的应用。
光耦合器的应用范围非常广泛。
在工业控制系统中,光耦合器常被用于实现输入输出隔离,确保控制信号的准确传输和隔离保护。
在电力系统中,光耦合器则被广泛应用于高压和低压之间的电气隔离,以确保电力变换和保护的可靠性和安全性。
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光耦合器英文缩写为OC)亦称光电隔离器或光电耦合器,简称光耦。
它是以光为媒介来传输电信号的器件,通常把发光器(红外线发光二极管LED)与受光器(光敏半导体管)封装在同一管壳内。
当输入端加电信号时发光器发出光线,受光器接受光线之后就产生光电流,从输出端流出,从而实现了“电—光—电”转换。
以光为媒介把输入端信号耦合到输出端的光电耦合器,由于它具有体积小、寿命长、无触点,抗干扰能力强,输出和输入之间绝缘,单向传输信号等优点,在数字电路上获得广泛的应用。
工作原理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,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极管(LED),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。
这就完成了电—光—电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。
由于光耦合器输入输出间互相隔离,电信号传输具有单向性等特点,因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。
又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件,因而具有很强的共模抑制能力。
所以,它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。
在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件,可以大大提高计算机工作的可靠性。
优点光耦合器的主要优点是:信号单向传输,输入端与输出端完全实现了电气隔离,输出信号对输入端无影响,抗干扰能力强,工作稳定,无触点,使用寿命长,传输效率高。
光耦合器是70年代发展起来产新型器件,现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。
在单片开关电源中,利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路,通过调节控制端电流来改变占空比,达到精密稳压目的。
光电耦合器分为两种:一种为非线性光耦,另一种为线性光耦。
由于光电耦合器的品种和类型非常多,在光电子DATA手册中,其型号超过上千种,通常可以按以下方法进行分类:⑴按光路径分,可分为外光路光电耦合器(又称光电断续检测器)和内光路光电耦合器。
外光路光电耦合器又分为透过型和反射型光电耦合器。
⑵按输出形式分,可分为:a、光敏器件输出型,其中包括光敏二极管输出型,光敏三极管输出型,光电池输出型,光可控硅输出型等。
b、NPN三极管输出型,其中包括交流输入型,直流输入型,互补输出型等。
c、达林顿三极管输出型,其中包括交流输入型,直流输入型。
d、逻辑门电路输出型,其中包括门电路输出型,施密特触发输出型,三态门电路输出型等。
e、低导通输出型(输出低电平毫伏数量级)。
f、光开关输出型(导通电阻小余10Ω)。
g、功率输出型(IGBT/MOSFET等输出)。
⑷按传输信号分,可分为数字型光电耦合器(OC门输出型,图腾柱输出型及三态门电路输出型等)和线性光电耦合器(可分为低漂移型,高线性型,宽带型,单电源型,双电源型等)。
⑸按速度分,可分为低速光电耦合器(光敏三极管、光电池等输出型)和高速光电耦合器(光敏二极管带信号处理电路或者光敏集成电路输出型)。
⑹按通道分,可分为单通道,双通道和多通道光电耦合器。
⑺按隔离特性分,可分为普通隔离光电耦合器(一般光学胶灌封低于5000V,空封低于2000V)和高压隔离光电耦合器(可分为10kV,20kV,30kV等)。
⑻按工作电压分,可分为低电源电压型光电耦合器(一般5~15V)和高电源电压型光电耦合器(一般大于30V)。
1.输入和输出端之间绝缘,其绝缘电阻一般都大于10000MΩ,耐压一般可超过1kV,有的甚至可以达到10kV以上。
2.由于光接收器只能接受光源的信息,反之不能,所以信号从光源单向传输到光接收器时不会出现反馈现象,其输出信号也不会影响输入端。
3.由于发光器件(砷化镓红外二极管)是阻抗电流驱动性器件,而噪音是一种高内阻微电流电压信号。
因此光电耦合器件的共模抑制比很大,所以,光电耦合器件可以很好地抑制干扰并消除噪音。
4.容易和逻辑电路配合。
5.响应速度快。
光电耦合器件的时间常数通常在微秒甚至毫微秒极。
6.无触点、寿命长、体积小、耐冲击。
性能特点还需考虑上升时间、下降时间、延迟时间和存储时间等参数。
电流传输比是光耦合器的重要参数,通常用光耦合器的主要优点是单向传输信号,输入端与输出端完全实现了电气隔离,抗干扰能力强,使用寿命长,传输效率高。
它广泛用于电平转换、信号隔离、级间隔离、开关电路、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。
由于光电耦合器的输入阻抗与一般干扰源的阻抗相比较小,因此分压在光电耦合器的输入端的干扰电压较小,它所能提供的电流并不大,不易使半导体二极管发光;由于光电耦合器的外壳是密封的,它不受外部光的影响;光电耦合器的隔离电阻很大(约1012Ω)、隔离电容很小(约几个pF)所以能阻止电路性耦合产生的电磁干扰。
线性方式工作的光电耦合器是在光电耦合器的输入端加控制电压,在输出端会成比例地产生一个用于进一步控制下一级的电路的电压。
线性光电耦合器由发光二极管和光敏三极管组成,当发光二极管接通而发光,光敏三级管导通,光电耦合器是电流驱动型,需要足够大的电流才能使发光二极管导通,如果输入信号太小,发光二极管不会导通,其输出信号将失真。
在开关电源,尤其是数字开关电源中,利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路,通过调节控制端电流来改变占空比,达到精密稳压目的。
光耦合器的技术参数主要有发光二极管正向压降VF、正向电流IF、电流传输比CTR、输入级与输出级之间的绝缘电阻、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。
采用一只光敏三极管的光耦合器,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特性曲线呈非线性,在IF较小时的非线性失真尤为严重,因此它不适合传输模拟信号。
线性光耦合器的CTR-IF特性曲线具有良好的线性度,特别是在传输小信号时,其交流电流传输比(ΔCTR=ΔIC/ΔIF)很接近于直流电流传输比CTR值。
因此,它适合传输模拟电压或电流信号,能使输出与输入之间呈线性关系。
这是其重要特性。
技术参数光耦合器的技术参数主要有发光二极管正向压降VF、正向电流IF、电流传输比CTR、输入级与输出级之间的绝缘电阻、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。
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。
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,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。
产品作用对输入、输出电信号起隔离作用,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。
电信号驱动发光二极管(LED),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。
这就完成了电—光—电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。
由于光耦合器输入输出间互相隔离,电信号传输具有单向性等特点,因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。
又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件,因而具有很强的共模抑制能力。
使用原则1、光耦合器的电流传输比(CTR)的允许范围是50%~200%。
这是因为当CTR<50%时,光耦中的LED就需要较大的工作电流(IF>5.0mA),才能正常控制单片开关电源IC的占空比,这会增大光耦的功耗。
若CTR>200%,在启动电路或者当负载发生突变时,有可能将单片开关电源误触发,影响正常输出。
2、若用放大器电路去驱动光电耦合器,必须精心设计,保证它能够补偿耦合器的温度不稳定性和漂移3、推荐采用线性光耦合器,其特点是CTR值能够在一定范围内做线性调整。
上述使用的光电耦合器时工作在线性方式下,在光电耦合器的输入端加控制电压,在输出端会成比例地产生一个用于进一步控制下一级电路的电压,是单片机进行闭环调节控制,对电源输出起到稳压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,即利用变压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常重要的外围器件,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。
作用由于光耦种类繁多,结构独特,优点突出,因而其应用十分广泛,主要应用以下场合:⑴在逻辑电路上的应用光电耦合器可以构成各种逻辑电路,由于光电耦合器的抗干扰性能和隔离性能比晶体管好,因此,由它构成的逻辑电路更可靠。
⑵作为固体开关应用在开关电路中,往往要求控制电路和开关之间要有很好的电隔离,对于一般的电子开关来说是很难做到的,但用光电耦合器却很容易实现⑶在触发电路上的应用将光电耦合器用于双稳态输出电路,由于可以把发光二极管分别串入两管发射极回路,可有效地解决输出与负载隔离地问题⑷在脉冲放大电路中的应用光电耦合器应用于数字电路,可以将脉冲信号进行放大。
⑸在线性电路上的应用线性光电耦合器应用于线性电路中,具有较高地线性度以及优良地电隔离性能。
⑹特殊场合的应用光电耦合器还可应用于高压控制,取代变压器,代替触点继电器以及用于A/D电路等多种场合。