光电耦合器的特点及类型(精)

光电耦合器的特点及类型

[摘要]在光电耦合器输入端加电信号使发光器件发光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在一起的光敏器件上后因光电效应而产生了光电流，由光敏器件输出端引出，这样就实现了由电到光再到电的转换。

[关键词]光电耦合器；特点；类型

一、光电耦合器的基本原理

光电耦合器是由发光器件和光敏器件两部分组成，是以光为媒介传输电信号。把发光器件和光敏器件彼此间用透明绝缘体隔离。发光器件的引脚为输入端，光敏器件的引脚为输出端，一般的发光器件为发光二极管，光敏器件为光敏二极管、光敏三极管等。常用光电耦合器件电路图(如图1所示)：

二、变频器电路中的光耦器件

之所以在变频器电路中用光耦器件主要因为：第一，因为电气隔离的要求是进行信号的传输要在AB两电路之间进行，但两电路之间供电级别悬殊很大，一个电路有数百伏；另一电路则只有几伏。第二，因为A电路与强电有联系，人体接触有触电危险，故要将其隔离。而B线路板为人体经常接触的部分，不能将危险高电压混入到一起。两者之间既要完成信号传输，又必须进行电气隔离。第三，因为运放电路等高阻抗型器件的采用和电路对模拟的微弱的电压信号的传输，使得对电路的抗干扰处理成为一件比较麻烦的事情。第四，因为除了考虑人体接触的安全，又必须考虑到电路器件的安全，当光电耦合器件输入端受到强电压冲击损坏时，因光耦的隔离作用，输出端电路完好无损。这几方面的原因促成了光耦器件的发展和应用。光耦的基本作用是将输入、输出侧电路进行有效的电气上的隔离：能以光形式传输信号，且有较好的抗干扰效果，输出侧电路能在一定程度上得以避免强电压的引入和冲击。

三、变频电路中光电耦合器件的特点

在变频电路中光电耦合器的主要属性有四点。第一，它的结构。输入端一般采用发光二极管，输出端采用光敏晶体管、集成电路等多种形式，对信号实施电一光一电的转换与传输；第二，输入、输出端有较高的电气隔离度，隔离电压一般达2000V,以上。能对交、直流信号进行传输，输出端有一定的电流输出能力。特殊型光耦器件能对毫伏，甚至微伏级交、直流信号进行线性传输；第三，输入和输出之间有光的传输，却没有电的直接联系。输入信号的强弱控

制了发光二极管的发光强度，而输出端接受光信号，据感光强度，输出电压或电流信号本文由论文发表网()提供：第四，因光耦的结构特性，输入、输出端需要相互隔离的独立供电电源，即需两条无共点的供电电源。后两类光耦输入端由信号电压提供了输入电流通路，但实质上输入信号回路，也是有一个供电支路的；而线性光耦，则输入端与输出端一样，是直接接有两种相隔离的供电电源的。

四、变频器电路中常用光电耦合器件的类型及其简略分析

1.光电耦合器件的类型。常用的光电耦合器件类型主要有两种。第一种为三极管型光电耦合器，常用于开关电源电路的输出电压采样和误差电压放大电路，也应用于变频器控制端子的数字信号输入回路。结构最为简单，输入侧由一只发光二极管，输出侧由一只光敏三极管构成，主要用于对开关量信号的隔离与传输：第二种为集成电路型光电耦合器，输入侧发光管采用了延迟效应低微的新型发光材料，输出侧为门电路和肖基特晶体管构成，使工作性能大为提高。其频率响应速度比三极管型光电耦合器大为提高，在变频器的故障检测电路和开关电源电路中也有应用。

2.两种类型光电耦器件的简略分析。第一种类型的光电耦合器，输入端工作压降约为1.2伏，输入最大电流50毫安，典型应用值为10毫安：输出最大电流1安左右，因而可直接驱动小型继电器，输出饱合压降小于0.4伏。对输入电压和电流电流有极性要求。当形成正向电流通路时，输出端的两个引脚呈现通路状态，正向电流小于一定值或承受一定反向电压时，输出端的两个引脚之间为开路状态。第二种类型的光电耦合器，输入端工作压降约为1.5伏左右，但输入、输出的最大电流仅为毫安，只起到对较高频率信号的传输作用，电路本身不具备电流驱动能力。同上述光耦器件一样，第二类光耦器件对输入电压或电压电流有极性要求。当形成正向电流通路时，输出端的两个引脚呈现通路状态，正向电流小于一定值或承受一定反向电压时，输出端的两个引脚之间为开路状态。这两种光耦器件构成的电路形式相类似，但电路传输的信号频率较高。两种光耦器件测量与检查方法基本上是类似的。若第一类光耦为普通和低速光耦器件，那么第二类光耦器件则可称作高速光耦，两类光耦最大的区别在于对信号响应速度的不同。