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光耦合器使用说明

 启云_9137 2020-07-04

光耦合器是非常易于使用的设备,输入侧以普通LED的方式使用,输出侧以普通光电晶体管的方式使用。以下注释总结了主要的使用要点。

光耦合器使用说明

国产光耦替代-先进光半导体

光耦合器使用说明

光耦继电器-先进光半导体

光耦合器LED的输入电流必须通过一个串联的外部电阻加以限制,如图10所示,该电阻可以连接在LED的阳极或阴极侧。如果要通过交流电源驱动LED,或者有可能在LED两端施加反向电压,则必须通过如图11所示连接的外部二极管保护LED免受反向电压的影响。

通过将外部电阻与该器件的集电极串联,可以将光电晶体管的工作电流转换为电压。该电阻可以连接到光电晶体管的集电极或发射极,如图12所示。该电阻的值越大,电路的灵敏度越高,但是其带宽越低。

光耦合器使用说明

国产光耦替代-先进光半导体

在正常使用中,光电晶体管的基极端子开路。但是,如果需要,可以使用图13(a)所示的基极端子将光电晶体管转换为光电二极管,而无需考虑发射极端子(或将其短路至基极)。这种连接导致带宽大大增加(通常为30MHz),但CTR值大大降低(通常为0.2%)。

另外,如图13(b)的达林顿示例所示,通过在基极和发射极之间布线一个外部电阻器(RV1),可以使用基极端子来改变光耦合器的CTR值。RV1开路时,CTR值是普通达灵顿光电耦合器的CTR值(通常最小为300%);如果RV1短路,则CTR值是二极管连接的光电晶体管的CTR值(通常约为0.2%)。

光耦合器使用说明

先进光半导体-光耦替代系列

光耦合器器件非常适合数字接口应用,其中输入和输出电路由不同的电源驱动。它们可用于连接相同系列(TTL,CMOS等)的数字IC或不同系列的数字IC,或用于将家用计算机等的数字输出与电动机,继电器和灯等接口。可以使用各种专用的“数字接口”光耦合器设备或使用标准的光耦合器来实现这种接口。图14至图16示出了后一种类型的电路。

图14显示了如何使用提供非反相作用的光耦合器电路连接两个TTL电路。此外,光电耦合器LED和限流电阻器R1连接在5V正电源线和TTL设备的输出驱动端子之间(而不是在TTL输出和地之间),因为TTL输出通常可以吸收相当大的电流(通常为16mA),但只能提供非常低的电流(通常为400µA)。

光耦合器使用说明

光电耦合器-先进光半导体

处于逻辑0状态时,TTLIC的开路输出电压降至低于0.4V,但是如果未安装内部上拉电阻,则在逻辑1状态中TTLIC的开路输出电压可能仅上升至2.4V。。在这种情况下,当TTL输出为逻辑1时,光耦合器LED电流将不会降至零。如图14所示,通过安装一个外部上拉电阻(R3)可以克服这种障碍。图14电路的光电耦合器光电晶体管连接在被驱动的(右侧)TTLIC的输入和地之间,这是因为TTL输入需要在1.6mA下下拉至800mV以下,以确保正确的逻辑0操作。

CMOSIC输出可同样轻松地提供或吸收电流(高达几mA)。因此,可以通过使用类似于图14的接收器配置来连接这些设备,或者可以使用图15所示的源配置。在任何一种情况下,R2值必须足够大以提供可切换的输出电压摆幅。完全在CMOS逻辑0和逻辑1状态之间。

光耦合器使用说明

光耦合器-先进光半导体

光耦合器使用说明

光电耦合器-先进光半导体

图16显示了如何使用光耦合器将计算机的输出信号(5V,5mA)连接到12V直流电动机,该电动机消耗的工作电流小于1A。当计算机输出为高电平时,光电耦合器LED和光电晶体管均熄灭,因此通过Q1和Q2驱动电动机。当计算机的输出变低时,LED和光电晶体管被打开,因此Q1-Q2和电动机被切断。可通过在R2和Q1基极之间串联布线光耦合器的输出来获得相反的效果,这样Q1-Q2和电动机仅在计算机输出变低时才打开。

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