新手必讀:光電耦合器設計中九大常用要點
發布時間:2015-12-28 責任編輯:sherry
【導讀】對於電源新手來說,在正式接觸使用光電耦合器shejizhiqian,bufanghuashangjifenzhonglaiyuedubenwen,xiangxinhuiduizhihoudexuexiqidaofeichangdadezuoyong。ruguoduzhezhangwoleyidingdejichu,namebenwenjianghuishiyipianjiaoweiyouxiudeziliaowenzhang。
光(guang)電(dian)耦(ou)合(he)器(qi)在(zai)電(dian)子(zi)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)中(zhong)是(shi)一(yi)種(zhong)必(bi)不(bu)可(ke)少(shao)的(de)器(qi)件(jian),其(qi)能(neng)夠(gou)將(jiang)光(guang)能(neng)與(yu)電(dian)能(neng)進(jin)行(xing)互(hu)相(xiang)轉(zhuan)換(huan),從(cong)而(er)達(da)到(dao)對(dui)電(dian)能(neng)進(jin)行(xing)自(zi)由(you)掌(zhang)控(kong)的(de)目(mu)的(de)。並(bing)且(qie)隨(sui)著(zhe)現(xian)代(dai)電(dian)源(yuan)設(she)備(bei)的(de)多(duo)樣(yang)化(hua)發(fa)展(zhan),光(guang)電(dian)耦(ou)合(he)器(qi)的(de)應(ying)用(yong)場(chang)合(he)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)廣(guang)泛(fan)。在(zai)接(jie)下(xia)來(lai)的(de)內(nei)容(rong)中(zhong),小(xiao)編(bian)將(jiang)為(wei)大(da)家(jia)介(jie)紹(shao)光(guang)電(dian)耦(ou)合(he)器(qi)在(zai)日(ri)常(chang)設(she)計(ji)中(zhong)的(de)一(yi)些(xie)使(shi)用(yong)常(chang)識(shi),快(kuai)來(lai)看(kan)看(kan)吧(ba)。
1、光電耦合器的品種和類型繁多,在實際應用時要根據不同的電路選擇不同類型的光電耦合器。例如,輸入部分有兩個“背對背”發光二極管的光電耦合器,適合應用於交流輸入的場合;采用達林頓輸出結構的光電耦合器,適合應用於輸出較大電流的場合;輸出由光觸發雙向晶閘管組成的光電耦合器,適合用來驅動交流負載。
2、光電耦合器的封裝形式與內部結構、電路功能完全是兩回事。外形相同的光電耦合器,功能可能完全不同;功gong能neng相xiang同tong的de電dian路lu也ye可ke以yi用yong不bu同tong的de封feng裝zhuang。所suo以yi選xuan用yong或huo代dai換huan光guang電dian耦ou合he器qi時shi,隻zhi能neng以yi它ta的de型xing號hao為wei根gen據ju。另ling外wai,光guang電dian耦ou合he器qi直zhi接jie用yong於yu隔ge離li傳chuan輸shu模mo擬ni量liang時shi,必bi須xu要yao考kao慮lv它ta的de輸shu出chu端duan非fei線xian性xing問wen題ti。用yong於yu隔ge離li傳chuan輸shu數shu字zi量liang時shi,要yao考kao慮lv它ta的de響xiang應ying速su度du問wen題ti。如ru果guo對dui輸shu出chu有you功gong率lv要yao求qiu,還hai得de考kao慮lv功gong率lv接jie口kou設she計ji問wen題ti。
3、光電耦合器就輸出特性而言,有非線性(數字型)光電耦合器和線性(模擬型)光guang電dian耦ou合he器qi兩liang種zhong。非fei線xian性xing光guang電dian耦ou合he器qi的de電dian流liu傳chuan輸shu特te性xing曲qu線xian是shi非fei線xian性xing的de,這zhe類lei產chan品pin適shi合he於yu開kai關guan信xin號hao的de傳chuan輸shu,不bu適shi合he於yu傳chuan輸shu模mo擬ni量liang。線xian性xing光guang電dian耦ou合he器qi的de電dian流liu傳chuan輸shu特te性xing曲qu線xian接jie近jin直zhi線xian,並bing且qie小xiao信xin號hao時shi性xing能neng較jiao好hao,能neng以yi線xian性xing特te性xing進jin行xing隔ge離li控kong製zhi。彩cai電dian、xianshiqidengdekaiguandianyuanzhongchangyongdeguangdianouheqiweixianxingchanpin,ruguohuanchengfeixianxingchanpin,jiuyoukenengshizhendangboxingbianhuai,yanzhongshichuxianjishengzhendang,duituxianghuamiandengchanshengganrao,tongshishidianyuandaifuzainenglixiajiang。yinci,zaiweixiujiadianchanpindekaiguandianyuanshi,ruguofaxianguangdianouheqisunhuai,yidingjizheyaoyongxianxingguangdianouheqiqudaihuan。
常用的4腳線性光電耦合器有PC817A~C、PC111、TLP521等,6腳線性光電耦合器有LP632、TLP532、PC614、PC714、PS2031等。電子愛好者非常熟悉的4N××係列(如4N25、4N26、4N35、4N36等)光電耦合器,主要用於傳輸數字信號(高、低電平),屬於非線性光電耦合器,其線性度差,是不適合用於開關電源中的。
4、光電耦合器“隔離”作用的建立需要滿足一定的外部條件:首先,在光電耦合器的輸入部分和輸出部分必須分別采用獨立的電源,若兩端共用一個電源,則光電耦合器的隔離作用將失去意義;其次,當用光電耦合器來隔離輸入、輸出通道時,必須對所有的信號(包括數位量信號、控製量信號、狀態信號)全部隔離,使得被隔離的兩邊沒有任何電氣上的聯係,否則這種隔離也是沒有意義的。
5、光(guang)電(dian)耦(ou)合(he)器(qi)的(de)輸(shu)入(ru)端(duan)引(yin)腳(jiao)都(dou)是(shi)設(she)計(ji)在(zai)封(feng)裝(zhuang)的(de)某(mou)一(yi)邊(bian)上(shang)的(de),而(er)輸(shu)出(chu)端(duan)引(yin)腳(jiao)則(ze)是(shi)封(feng)裝(zhuang)在(zai)相(xiang)對(dui)的(de)另(ling)外(wai)一(yi)邊(bian)上(shang)的(de)。這(zhe)種(zhong)結(jie)構(gou)可(ke)保(bao)證(zheng)前(qian)後(hou)級(ji)間(jian)絕(jue)緣(yuan)電(dian)阻(zu)高(gao)達(da)109~1013歐ou姆mu,並bing有you利li於yu增zeng加jia隔ge離li電dian壓ya的de最zui大da可ke能neng值zhi,方fang便bian電dian路lu的de安an裝zhuang。但dan在zai多duo通tong道dao光guang電dian耦ou合he器qi中zhong,盡jin管guan各ge輸shu入ru端duan與yu輸shu出chu端duan之zhi間jian的de隔ge離li電dian壓ya值zhi較jiao高gao(一般≥1.5kV),但是在相鄰通道之間所出現的電位差卻絕對不允許超過500V。另外,光電耦合器的輸入端發光源多為紅外發光二極管,它的反向擊穿電壓一般都很低,有的僅3V,在使用時必須注意輸入端不能接反。為了防止紅外發光二極管因反壓過高而擊穿,可在其輸入端反向並聯上一個保護二極管。
6、通常單通道光敏三極管型光電耦合器多是密封在一個6引yin腳jiao的de封feng裝zhuang之zhi內nei,光guang敏min三san極ji管guan的de基ji極ji被bei引yin到dao封feng裝zhuang的de外wai麵mian以yi備bei使shi用yong。在zai平ping常chang使shi用yong中zhong,基ji極ji是shi開kai路lu不bu用yong的de。若ruo將jiang基ji極ji引yin腳jiao與yu發fa射she極ji引yin腳jiao短duan接jie,便bian可ke將jiang光guang敏min三san極ji管guan轉zhuan換huan成cheng為wei光guang敏min二er極ji管guan,在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia,雖sui然ran使shi光guang電dian耦ou合he器qi的de電dian流liu傳chuan輸shu比bi下xia降jiang,但dan卻que能neng夠gou使shi響xiang應ying時shi間jian加jia快kuai。
7、在業餘電子製作或家電維修時,如果手頭一時找不到合適的光電耦合器,取一隻3mm高亮度發光二極管和一隻2mm的3DU型矽光敏三極管,用電工絕緣黑膠布將它們的發光麵和受光麵正對著卷起來,然後裝入一段約6mm×20mm的黑色硬塑管內,兩端用黑色環氧樹脂封固即成。需要指出的是:在選用發光二極管和光敏三極管時,必須使兩者的光譜特性(尤其是峰值波長)盡(jin)量(liang)保(bao)持(chi)一(yi)致(zhi),否(fou)則(ze)會(hui)影(ying)響(xiang)光(guang)電(dian)耦(ou)合(he)器(qi)的(de)效(xiao)果(guo)。光(guang)敏(min)三(san)極(ji)管(guan)根(gen)據(ju)需(xu)要(yao)也(ye)可(ke)以(yi)選(xuan)用(yong)光(guang)敏(min)二(er)極(ji)管(guan)或(huo)光(guang)敏(min)電(dian)阻(zu)器(qi)等(deng)光(guang)敏(min)器(qi)件(jian)。這(zhe)種(zhong)自(zi)製(zhi)光(guang)電(dian)耦(ou)合(he)器(qi)成(cheng)本(ben)不(bu)足(zu)2元,其主要特性參數可參考所選用的兩隻管子的特性。
8、changjiandeguangdianouheqishibafaguangqijianheguangminqijianduizhifengzhuangzaiyiqi,shuyuneiguangluguangdianouheqi,yongtakewanchengdianxinhaodeouhehechuandi。qianmiansuojieshaodeguangdianouheqijunshuyuneiguangluguangdianouheqi。chuciyiwai,haiyouyileizhuanmenyongyuceliangwutideyouwu、個數和移動距離等的光傳感器(也稱光電開關或光電斷續檢測器),它分為遮光式(對射型)和反光式(反射型)兩(liang)種(zhong),由(you)於(yu)這(zhe)類(lei)光(guang)傳(chuan)感(gan)器(qi)也(ye)具(ju)有(you)光(guang)耦(ou)合(he)特(te)點(dian),並(bing)且(qie)它(ta)的(de)光(guang)路(lu)在(zai)器(qi)件(jian)外(wai)麵(mian),所(suo)以(yi)將(jiang)這(zhe)類(lei)器(qi)件(jian)統(tong)稱(cheng)為(wei)外(wai)光(guang)路(lu)光(guang)電(dian)耦(ou)合(he)器(qi)。外(wai)光(guang)路(lu)光(guang)電(dian)耦(ou)合(he)器(qi)的(de)輸(shu)入(ru)端(duan)與(yu)輸(shu)出(chu)端(duan)多(duo)數(shu)也(ye)采(cai)用(yong)相(xiang)互(hu)隔(ge)離(li)的(de)結(jie)構(gou),即(ji)發(fa)光(guang)器(qi)件(jian)和(he)光(guang)敏(min)器(qi)件(jian)相(xiang)互(hu)獨(du)立(li),保(bao)持(chi)電(dian)氣(qi)絕(jue)緣(yuan)。但(dan)也(ye)有(you)一(yi)些(xie)產(chan)品(pin)采(cai)用(yong)非(fei)隔(ge)離(li)式(shi),即(ji)發(fa)光(guang)器(qi)件(jian)和(he)光(guang)敏(min)器(qi)件(jian)為(wei)共(gong)地(di)。外(wai)光(guang)路(lu)光(guang)電(dian)耦(ou)合(he)器(qi)的(de)缺(que)點(dian)是(shi)容(rong)易(yi)受(shou)到(dao)外(wai)界(jie)光(guang)線(xian)的(de)幹(gan)擾(rao),尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)較(jiao)強(qiang)的(de)環(huan)境(jing)光(guang)線(xian)下(xia)使(shi)用(yong),其(qi)檢(jian)測(ce)功(gong)能(neng)可(ke)能(neng)喪(sang)失(shi)。
9、焊接普通光電耦合器一般用20W左右的小功率電烙鐵,烙鐵頭最好銼成窄小斜麵,以求焊點位置準確。焊接時間不宜過長,防止燙壞器件本身或線路板。
以上,就是光電耦合器在日常設計使用過程中需要注意,或者很容易被忽略的一些使用要點。
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