| 一、電路中為什麼要使用光耦器件？ 電氣隔離的要求。A與B電路之間，要進行信號的傳輸，但兩電路之間由於供電級別過於懸殊，一路為數百伏，另一路為僅為幾伏；兩種差異巨大的供電系統，無法將電源共用； A電路與強電有聯繫，人體接觸有觸電危險，需予以隔離。而B線路板為人體經常接觸的部分，也不應該將危險高電壓混入到一起。兩者之間，既要完成信號傳輸，又必須進行電氣隔離； 運放電路等高阻貳型器件的採用，和電路對模擬的微弱的電壓信號的傳輸，使得對電路的抗干擾處理成為一件比較麻煩的事情——從各個途徑混入的雜訊干擾，有可能反客為主，將有用信號“淹沒”掉； 除了考慮人體接觸的安全，又必須考慮到電路器件的安全，當光電耦合器件輸入側受到強電壓（場）衝擊損壞時，因光耦的隔離作用，輸出側電路卻能安全無恙。 以上四個方面的原因，促成了光耦器件的研製、開發和實際應用。光耦的基本作用，是將輸入、輸出側電路進行有效的電氣上的隔離；能以光形式傳輸信號；有較好的抗干擾效果；輸出側電路能在一定程度上得以避免強電壓的引入和衝擊。 二、光電耦合器件的一般屬性： 1、結構特點：輸入側一般採用發光二極體，輸出側採用光敏晶體管、集成電路等多種形式，對信號實施電-光-電的轉換與傳輸。 2、輸入、輸出側之間有光的傳輸，而無電的直接聯繫。輸入信號的有無和強弱控制了發光二極體的發光強度，而輸出側接受光信號，據感光強度，輸出電壓或電流信號。 3、輸入、輸出側有較高的電氣隔離度，隔離電壓一般達2000V以上。能對交、直流信號進行傳輸，輸出側有一定的電流輸出能力，有的可直接拖動小型繼電器。特殊型光耦器件能對毫伏，甚至微伏級交、直流信號進行線性傳輸。 4、因光耦的結構特性，輸入、輸出側需要相互隔離的獨立供電電源，即需兩路無“共地”點的供電電源。下述一、二類光耦輸入側由信號電壓提供了輸入電流通路，但實質上輸入信號迴路，也是有一個供電支路的；而線性光耦，則輸入側與輸出側一樣，是直接接有兩種相隔離的供電電源的。 三、在變頻器電路中，經常用到的光電耦合器件，有三種類型： 1、一種為三極體型光電耦合器，如PC816、PC817、4N35等，常用於開關電源電路的輸出電壓採樣和誤差電壓放大電路，也應用於變頻器控制端子的數字信號輸入迴路。結構最為簡單，輸入側由一隻發光二極體，輸出側由一隻光敏三極體構成，主要用於對開關量信號的隔離與傳輸； 2、第二種為集成電路型光電耦合器，如6N137、HCPL2601等，輸入側發光管採用了延遲效應低微的新型發光材料，輸出側為門電路和肖基特晶體管構成，使工作性能大為提高。其頻率響應速度比三極體型光電耦合器大為提高，在變頻器的故障檢測電路和開關電源電路中也有應用； 3、第三種為線性光電耦合器，如A7840。結構與性能與前兩種光耦器件大有不同。在電路中主要用於對mV級微弱的模擬信號進行線性傳輸，在變頻器電路中，往往用於輸出電流的採樣與放大處理、主迴路直流電壓的採樣與放大處理。 下圖為三類光耦器件的引腳、功能原理圖：
三種光耦合器電路圖 四、第一類光耦器件的測量與在線檢測： 第一類型的光電耦合器，輸入端工作壓降約為1.2V，輸入最大電流50mA，典型應用值為10 mA；輸出最大電流1A左右，因而可直接驅動小型繼電器，輸出飽合壓降小於0.4V。可用於幾十kHz較低頻率信號和直流信號的傳輸。對輸入電壓/電流有極性要求。當形成正向電流通路時，輸出側兩引腳呈現通路狀態，正向電流小於一定值或承受一定反向電壓時，輸出側兩引腳之間為開路狀態。 測量方法： 數字錶二極體檔，測量輸入側正向壓降為1.2V，反向無窮大。輸出側正、反壓降或電阻值均接近無窮大； 可用一個直流電源串入電阻，將輸入電流限制在10mA以內。輸入電路接通時，3、4腳電阻為通路狀態，輸入電路開路時，3、4腳電阻值無窮大。 |
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