光耦的使用原則
1、光耦合器的電流傳輸比(CTR)的允許范圍是50%~200%。這是因?yàn)楫?dāng)CTR《50%時(shí),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(guān)電源IC的占空比,這會(huì)增大光耦的功耗。若CTR》200%,在啟動(dòng)電路或者當(dāng)負(fù)載發(fā)生突變時(shí),有可能將單片開關(guān)電源誤觸發(fā),影響正常輸出。2、若用放大器電路去驅(qū)動(dòng)光電耦合器,必須精心設(shè)計(jì),保證它能夠補(bǔ)償耦合器的溫度不穩(wěn)定性和漂移。
2、推薦采用線性光耦合器,其特點(diǎn)是CTR值能夠在一定范圍內(nèi)做線性調(diào)整。
上述使用的光電耦合器時(shí)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(huì)成比例地產(chǎn)生一個(gè)用于進(jìn)一步控制下一級電路的電壓,是單片機(jī)進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)控制,對電源輸出起到穩(wěn)壓的作用。
為了徹底阻斷干擾信號進(jìn)入系統(tǒng),不僅信號通路要隔離,而且輸入或輸出電路與系統(tǒng)的電源也要隔離,即這些電路分別使用相互獨(dú)立的隔離電源。對于共模干擾,采用隔離技術(shù),即利用變壓器或線性光電耦合器,將輸入地與輸出地?cái)嚅_,使干擾沒有回路而被抑制。在開關(guān)電源中,光電耦合器是一個(gè)是非常重要的外圍器件,設(shè)計(jì)者可以充分的利用它的輸入輸出隔離作用對單片機(jī)進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì),并對變換器進(jìn)行閉環(huán)穩(wěn)壓調(diào)節(jié)。
光耦的應(yīng)用
用作固體繼電器
采用光電耦合器作固體繼電器具有體積小、耦合密切、驅(qū)動(dòng)功率小、動(dòng)作速度快、工作溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。圖3所示是一個(gè)光電耦合器用作固體繼電器的實(shí)際電路圖,它的左半部分電路可用于將輸入的電信號Vi變成光電耦合器內(nèi)發(fā)光二極管發(fā)光的光信號;而右半部分電路則通過光電耦合器內(nèi)的光敏三極管再將光信號還原成電信號,所以這是一種非常好的電光與光電聯(lián)合轉(zhuǎn)換器件。光電耦合器的電流傳輸比為20%,耐壓為150V,驅(qū)動(dòng)電流在8~20mA之間。在實(shí)際使用中,由于它沒有一般電磁繼電器常見的實(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。
在電話保安裝置中應(yīng)用
為了防止電話線路被并機(jī)竊用或電話機(jī)被盜用通話,可以利用光電耦合器來設(shè)計(jì)一個(gè)簡單實(shí)用的電話保安電路,由VD1~VD4組成極性轉(zhuǎn)換電路。由于在將本保安器接入電話線路中時(shí),不需要分清電話線路反饋電壓的極性,因此,使用該保安器可以給安裝帶來很大的方便。
代替音頻變壓器
在線性電路中,兩級放大器之間常用音頻變壓器作耦合。這種耦合的缺點(diǎn)是會(huì)在變壓器鐵芯片中損耗掉一部分功率,并可能造成某些失真。而如果選用光電耦合器來代替音頻變壓器就可以克服上述這些缺點(diǎn)。當(dāng)輸入信號Vi經(jīng)三極管BG1、BG2前級放大之后,驅(qū)動(dòng)光電耦合器左邊的LED發(fā)光,并被右邊的光敏管全部吸收并轉(zhuǎn)換成電信號,此信號經(jīng)后級電路BG3放大,并由該管的發(fā)射極通過電容器C3后輸出一個(gè)不失真的放大信號V0。由于該電路將前后兩級放大器之間完全隔離,因而杜絕了地環(huán)路可能引起的干擾。同時(shí)由于該電路還具有消噪功能,因此避免了信號的失真。整個(gè)電路的總增益可望達(dá)到20dB以上,帶寬約120kHz。
在邏輯電路上的應(yīng)用
光電耦合器可以構(gòu)成各種邏輯電路,由于光電耦合器的抗干擾性能和隔離性能比晶體管好,因此,由它構(gòu)成的邏輯電路更可靠。
作為固體開關(guān)應(yīng)用
在開關(guān)電路中,往往要求控制電路和開關(guān)之間要有很好的電隔離,對于一般的電子開關(guān)來說是很難做到的,但用光電耦合器卻很容易實(shí)現(xiàn)。
在觸發(fā)電路上的應(yīng)用
將光電耦合器用于雙穩(wěn)態(tài)輸出電路,由于可以把發(fā)光二極管分別串入兩管發(fā)射極回路,可有效地解決輸出與負(fù)載隔離地問題。
脈沖放大電路中的應(yīng)用
光電耦合器應(yīng)用于數(shù)字電路,可以將脈沖信號進(jìn)行放大。
在線性電路上的應(yīng)用
線性光電耦合器應(yīng)用于線性電路中,具有較高地線性度以及優(yōu)良地電隔離性能。
特殊場合的應(yīng)用
光電耦合器還可應(yīng)用于高壓控制,取代變壓器,代替觸點(diǎn)繼電器以及用于A/D電路等多種場合。