一、光耦介紹

 

光耦合器(opticalcoupler equipment，英文縮寫為OCEP)亦稱光電隔離器或光電耦合器，簡稱光耦。它是以光為媒介來傳輸電信號的器件，通常把發光器(紅外線發光二極管LED)與受光器(光敏半導體管，光敏電阻)封裝在同一管殼內。當輸入端加電信號時發光器發出光線，受光器接收光線之后就產生光電流，從輸出端流出，從而實現了“電—光—電”控制。以光為媒介把輸入端信號耦合到輸出端的光電耦合器，由于它具有體積小、壽命長、無觸點，抗干擾能力強，輸出和輸入之間絕緣，單向傳輸信號等優點，在數字電路上獲得廣泛的應用。

 

二、光耦的應用

 

1.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、驅動功率小、動作速度快、工作溫度范圍寬等優點。圖3所示是一個光電耦合器用作固體繼電器的實際電路圖，它的左半部分電路可用于將輸入的電信號Vi變成光電耦合器內發光二極管發光的光信號;而右半部分電路則通過光電耦合器內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合轉換器件。光電耦合器的電流傳輸比為20%，耐壓為150V，驅動電流在8～20mA之間。在實際使用中，由于它沒有一般電磁繼電器常見的實際接點，因此不存在接觸不良和燃弧打火等現象，也不會因受外力或機械沖擊而引起誤動作。所以，它的性能比較可靠，工作十分穩定。

 

2.在電話保安裝置中應用

 

為了防止電話線路被并機竊用或電話機被盜用通話，可以利用光電耦合器來設計一個簡單實用的電話保安電路，由VD1～VD4組成極性轉換電路。由于在將本保安器接入電話線路中時，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。

 

3.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。這種耦合的缺點是會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。當輸入信號Vi經三極管BG1、BG2前級放大之后，驅動光電耦合器左邊的LED發光，并被右邊的光敏管全部吸收并轉換成電信號，此信號經后級電路BG3放大，并由該管的發射極通過電容器C3后輸出一個不失真的放大信號V0。由于該電路將前后兩級放大器之間完全隔離，因而杜絕了地環路可能引起的干擾。同時由于該電路還具有消噪功能，因此避免了信號的失真。整個電路的總增益可望達到20dB以上，帶寬約120kHz。

 

4.在邏輯電路上的應用

 

光電耦合器可以構成各種邏輯電路，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，由它構成的邏輯電路更可靠。

 

5.作為固體開關應用

 

在開關電路中，往往要求控制電路和開關之間要有很好的電隔離，對于一般的電子開關來說是很難做到的，但用光電耦合器卻很容易實現。

 

6.在觸發電路上的應用

 

將光電耦合器用于雙穩態輸出電路，由于可以把發光二極管分別串入兩管發射極回路，可有效地解決輸出與負載隔離地問題。

 

 

7.脈沖放大電路中的應用

 

光電耦合器應用于數字電路，可以將脈沖信號進行放大。

 

8.在線性電路上的應用

 

線性光電耦合器應用于線性電路中，具有較高地線性度以及優良地電隔離性能。

 

9.特殊場合的應用

 

光電耦合器還可應用于高壓控制，取代變壓器，代替觸點繼電器以及用于A/D電路等多種場合。