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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規格書

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么?

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,英文縮寫為OC)亦稱光電隔離器,簡稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用,所以,它在各種電路中得到廣泛的應用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成:光的發射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅動發光二極管(LED),使之發出一定波長的光,被光探測器接收而產生光電流,再經過進一步放大后輸出。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干擾能力。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為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為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,抗干擾能力強,工作穩定,無觸點,使用壽命長,傳輸效率高。光耦合器是70年代發展起來產新型器件,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。

光電耦合器件是由發光元件(如發光二極管)和光電接收元件合并使用, 以光作為媒介傳遞信號的光電器件。 光電耦合器中的發光元件通常是半導體的發光二極管, 光電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。 根據其結構和用途不同,又可分為用于實現電隔離的光電耦合器和用于檢測有無物體的光電開關。
光電耦合器實際上是一個電量隔離轉換器, 它具有抗干擾性能和單向信號傳輸功能, 廣泛應用在電路隔離、電平轉換、噪聲抑制、無觸點開關及固態繼電器等場合.

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光耦的工作原理是什么?

    光耦隔離就是采用光耦合器進行隔離,光耦合器的結構相當于把發光二極管和光敏(三極)管封裝在一起。發光二極管把輸入的電信號轉換為光信號傳給光敏管轉換為電信號輸出,由于沒有直接的電氣連接,這樣既耦合傳輸了信號,又有隔離作用。只要光耦合器質量好,電路參數設計合理,一般故障少見。如果系統中出現異常,使輸入、輸出兩側的電位差超過光耦合器所能承受的電壓,就會使之被擊穿損壞。

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,光耦因為輸入輸出的線形較差,并且隨溫度變化較大,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為模擬信號隔離的解決方案,如ADI的AD202,能夠提供從直流到幾K的頻率內提供0.025%的線性度,但這種隔離器件內部先進行電壓-頻率轉換,對產生的交流信號進行變壓器隔離,然后進行頻率-電壓轉換得到隔離效果。集成的隔離放大器內部電路復雜,體積大,成本高,不適合大規模應用。

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:
光耦隔離和驅動電路圖

2、光耦隔離輸出驅動電路圖:
光耦隔離輸出驅動電路圖

3、 雙光耦驅動電路圖

雙光耦驅動電路圖

4、開關電源的光耦輸出方式電路圖
開關電源的光耦輸出方式電路圖

 

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光耦選型常用參數介紹

光耦全稱是光耦合器,英文名字是:optical coupler,英文縮寫為OC,亦稱光電隔離器,簡稱光耦。

光耦的技術參數主要有發光二極管正向壓降VF、正向電流IF、電流傳輸比CTR、輸入級與輸出級之間的絕緣電阻、集電極-發射極反向擊穿電壓V(BR)CEO、集電極-發射極飽和壓降VCE(sat)。此外,在傳輸數字信號時還需考慮上升時間、下降時間、延遲時間和存儲時間等參數。

CTR:發光管的電流和光敏三極管的電流比的最小值
隔離電壓:發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么時候導通?什么時候截至?

電流傳輸比是光耦合器的重要參數,通常用直流電流傳輸比來表示。當輸出電壓保持恒定時,它等于直流輸出電流ic與直流輸入電流IF的百分比。采用一只光敏三極管的光耦合器,CTR的范圍大多為20%~300%(如4N35),而PC817則為80%~160%,達林頓型光耦合器(如4N30)可達100%~5000%。這表明欲獲得同樣的輸出電流,后者只需較小的輸入電流。因此,CTR參數與晶體管的hFE有某種相似之處。線性光耦合器與普通光耦合器典型的CTR-IF特性曲線

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為嚴重,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。

使用光電耦合器主要是為了提供輸入電路和輸出電路間的隔離,在設計電路時,必須遵循下列原則:所選用的光電耦合器件必須符合國內和國際的有關隔離擊穿電壓的標準;由英國埃索柯姆(Isocom)公司、美國摩托羅拉公司生產的4N××系列(如4N25 、4N26、4N35)光耦合器,目前在國內應用地十分普遍。鑒于此類光耦合器呈現開關特性,其線性度差,適宜傳輸數字信號(高、低電平),可以用于單片機的輸出隔離;所選用的光耦器件必須具有較高的耦合系數。

在開關電源的隔離中,以及設計光耦反饋式開關電源時必須正確選擇線性光耦合器的型號及參數, 除了必須遵循普通光耦的選取原則外,還必須遵循下列原則:

1、光耦合器的電流傳輸比(CTR)的允許范圍是50%~200%。這是因為當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%,在啟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值能夠在一定范圍內做線性調整。

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產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。

為了徹底阻斷干擾信號進入系統,不僅信號通路要隔離,而且輸入或輸出電路與系統的電源也要隔離,即這些電路分別使用相互獨立的隔離電源。對于共模干擾,采用隔離技術,即利用變壓器或線性光電耦合器,將輸入地與輸出地斷開,使干擾沒有回路而被抑制。在開關電源中,光電耦合器是一個是非重要的外圍器件,設計者可以充分的利用它的輸入輸出隔離作用對單片機進行抗干擾設計,并對變換器進行閉環穩壓調節。

還有一種光耦是可控硅型光耦
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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