光电耦合器OC
电子设计协会
/04/11
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光电耦合器的概念
常见的光电耦合器
光电耦合器(Opticalcoupler，英文缩写OC)是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。
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工作原理
BRANDCONCEPT
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。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。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。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。
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优点
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，实现信号接收转移。
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种类
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。
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应用
由于光耦良好的电绝缘能力、抗干扰能力和很强的共模抑制能力，目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。我们主要讲以下六个方面的应用：
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在逻辑电路上的应用
由于光耦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，也更容易和逻辑电路配合。
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在开关电源上的应用
常用的光耦是线性光耦，在开关电源的作用主要是隔离、提供反馈信号和开关。开关电源电路中采用光耦的电源是从高频变压器次级电压提供的，其作用是保护电路所需要的，一旦高频变压器次级负载超载或开关电路有故障，就没有光耦电源提供，光耦就控制着开关电路不能起振，从而保护开关管不至被击穿烧毁。
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在触发电路上的应用
将光耦用于双稳态输出电路，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的问题。
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在脉冲放大电路上的应用
光耦应用于数字电路，可以将脉冲信号进行放大。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。
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在线性电路上的应用
线性光耦应用于线性电路中，由于其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，具有较高的线性度以及优良的电隔离性能。线性光耦的这类电路一般用于模拟信号的传输，如开关电源电路中。
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在特殊场合上的应用
光耦还可应用于高压控制，取代变压器、在工业控制中以弱信号驱动大功率设备等多种场合。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。
