一、光電耦合器的應(yīng)用
遠(yuǎn)距離的光電隔離傳送
在電腦應(yīng)用系統(tǒng)中,由于測控系統(tǒng)與被測和被控設(shè)備之間不可避免地要進行長線傳輸,信號在傳輸過程中很易受到干擾,導(dǎo)致傳輸信號發(fā)生畸變或失真;另外,在通過較長電纜連接的相距較遠(yuǎn)的設(shè)備之間,常因設(shè)備間的地線電位差,導(dǎo)致地環(huán)路電流,對電路形成差模干擾電壓。為確保長線傳輸?shù)目煽啃裕刹捎霉怆婑詈细綦x措施,將2個電路的電氣連接隔開,切斷可能形成的環(huán)路,使他們相互獨立,提高電路系統(tǒng)的抗干擾性能。若傳輸線較長,現(xiàn)場干擾嚴(yán)重,可通過兩級光電耦合器將長線完全“浮置”起來。
傳輸長線的光耦浮置處理
長線的“浮置”去掉了長線兩端間的公共地線,不但有效消除了各電路的電流經(jīng)公共地線時所產(chǎn)生雜訊電壓形成相互竄擾,而且也有效地解決了長線驅(qū)動和阻抗匹配問題;同時,受控設(shè)備短路時,還能保護系統(tǒng)不受損害。
功率驅(qū)動電路中的光電隔離控制
在微機控制系統(tǒng)中,大量應(yīng)用的是開關(guān)量的控制,這些開關(guān)量一般經(jīng)過微機的I/O輸出,而I/O的驅(qū)動能力有限,一般不足以驅(qū)動一些點磁執(zhí)行器件,需加接驅(qū)動介面電路,為避免微機受到干擾,須采取隔離措施。如可控硅所在的主電路一般是交流強電回路,電壓較高,電流較大,不易與微機直接相連,可應(yīng)用光耦合器將微機控制信號與可控硅觸發(fā)電路進行隔離。電路實例如圖所示。
雙向可控硅(晶閘管)
在馬達(dá)控制電路中,也可采用光耦來把控制電路和馬達(dá)高壓電路隔離開。馬達(dá)靠MOSFET或IGBT功率管提供驅(qū)動電流,功率管的開關(guān)控制信號和大功率管之間需隔離放大級。在光耦隔離級—放大器級—大功率管的連接形式中,要求光耦具有高輸出電壓、高速和高共模抑制。
二、光電耦合器的特殊應(yīng)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(qū)動功率小、動作速度快、工作溫度范圍寬等優(yōu)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(nèi)發(fā)光二極管發(fā)光的光信號;而右半部分電路則通過光電耦合器內(nèi)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(lián)合轉(zhuǎn)換器件。光電耦合器的電流傳輸比為20%,耐壓為150V,驅(qū)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(xiàn)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(wěn)定。
2.光電耦合器在電話保安裝置中應(yīng)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(shè)計一個簡單實用的電話保安電路,由VD1~VD4組成極性轉(zhuǎn)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.用光電耦合器代替音頻變壓器
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(dāng)輸入信號Vi經(jīng)三極管BG1、BG2前級放大之后,驅(qū)動光電耦合器左邊的LED發(fā)光,并被右邊的光敏管全部吸收并轉(zhuǎn)換成電信號,此信號經(jīng)后級電路BG3放大,并由該管的發(fā)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(huán)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(dá)到20dB以上,帶寬約120kHz。
??????????? 光電耦合器(光電耦合電路)的主要作用是隔離傳輸和隔離控制,另外,光電耦合器還可以用作繼電器、代替音頻變壓器等。
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