继电器与光电耦合器

激光笔

激光笔发出的激光属于固体激光,所以激光笔的发光原理就是固体激光的发光原理.而激光笔里面的固体内的各种损耗,即满足一定的阈值条件:P1P2exp(2G - 2A) ≥1 (P1,P2 是两个反射镜的反射率,G 是激活介质的增益系数,A 是介质的损耗系数,exp 为常数),才能输出稳定的激光,另一方面,激光在谐振腔内来回反射, 只有这些光束两两之间在输出端的相位差Δф=2qπq=1,2,3,4....时,才能在输出端产生加强干涉, 输出稳定激光.设谐振腔的长度为L,激活介质的折射率为N,则Δф=(2π/λ)2NL=4πN(Lf/c)=2qπ, 上式可化为f=qc/2NL 该式称为谐振条件,它表明谐振腔长度L 和折射率N 确定以后,只有某些特定频率的光才能形成光振荡,输出稳定的激光。翻页激光笔运用计算机USB技术、射频技术，产品通常包含一个发射器、一个接收器。接收器类似U盘，插在电脑的USB口上，电脑即可自动安装相应的驱动。此时按发射器上的按键，即可实现无线控制电脑。它是集遥控电脑功能与激光教鞭于一身，是配合PC机或手提电脑、结合投影仪使用而广泛用于产品演示、电化教学及学术会议等场合的理想演示用工具。无线控制电脑距离超过25米，使您在教室或会议室的任何一个角落都可以灵活自如地操控您的电脑。

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，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。

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。广泛应用于电气绝缘、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，达到精密稳压目的时间要求很快的控制系统，采用光电耦合器进行功率接口电路设计。这是因为继电器的响应延迟时间需几十ms，而光电耦合器的延迟时间通常都在10us之内，同时采用新型、集成度高、使用方便的光电耦合器进行功率驱动接口电路设计，可以达到简化电路设计，降低散热的目的。

对于交流负载，可以采用光电可控硅驱动器进行隔离驱动设计，例如TLP541G，4N39。光电可控硅驱动器，特点是耐压高，驱动电流不大，当交流负载电流较小时，可以直接用它来驱动。当负载电流较大时，可以外接功率双向可控硅。其中，R1为限流电阻，用于限制光电可控硅的电流；R2为耦合电阻，其上的分压用于触发功率双向可控硅。当需要对输出功率进行控制时，可以采用光电双向可控硅驱动器，例如MOC3010。实践表明，提高功率接口的抗干扰能力，是保证工业自动化装置正常运行的关键。

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：(1)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。

(2)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。

(3)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。

(4)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。

(5)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。

(6)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。

继电器原理

继电器广泛应用于自动控制、遥控遥测、通信、广播和航天技术等领域，起控制、保护、调节和传递信息的作用。

电磁继电器的结构

一般的电磁继电器由电磁系统、接触系统、传动和复原机构三部分组成。电磁系统，即感应机构，由软磁材料制成的铁芯、轭铁和衔铁构成的磁路系统和线圈组装而成。继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。继电器一般都有能反映一定输入变量（如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等）的感应机构（输入部分）；有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构（输出部分）；在继电器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行耦合隔离，功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构（驱动部分）作为控制元件，概括起来：

1) 扩大控制范围。例如，多触点继电器控制信号达到到某一定值时，可以按触点组的不同形式，同时换接、开断、接通多路电路。

2) 放大。例如，灵敏型继电器、中间继电器等，用一个很微小的控制量，可以控制很大功率的电路。

3) 综合信号。例如，当多个控制信号按规定的形式输入多绕组继电器时，经过比较综合，达到预定的控制效果。

4) 自动、遥控、监测。例如，自动装置上的继电器与其他电器一起，可以组成程序控制线路，从而实现自动化运行。

继电器有如下几种作用：

1) 扩大控制范围。例如，多触点继电器控制信号达到到某一定值时，可以按触点组的不同形式，同时换接、开断、接通多路电路。

2) 放大。例如，灵敏型继电器、中间继电器等，用一个很微小的控制量，可以控制很大功率的电路。

3) 综合信号。例如，当多个控制信号按规定的形式输入多绕组继电器时，经过比较综合，达到预定的控

制效果。

4) 自动、遥控、监测。例如，自动装置上的继电器与其他电器一起，可以组成程序控制线路，从而实现自动化运行。