光耦合器（optical coupler，英文縮寫為OC）亦稱光電隔離器，簡稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅動發光二極管（LED），使之發出一定波長的光，被光探測器接收而產生光電流，再經過進一步放大後輸出。這就完成了電―光―電的轉換，從而起到輸入、輸出、隔ge離li的de作zuo用yong。由you於yu光guang耦ou合he器qi輸shu入ru輸shu出chu間jian互hu相xiang隔ge離li，電dian信xin號hao傳chuan輸shu具ju有you單dan向xiang性xing等deng特te點dian，因yin而er具ju有you良liang好hao的de電dian絕jue緣yuan能neng力li和he抗kang幹gan擾rao能neng力li。又you由you於yu光guang耦ou合he器qi的de輸shu入ru端duan屬shu於yu電dian流liu型xing工gong作zuo的de低di阻zu元yuan件jian，因yin而er具ju有you很hen強qiang的de共gong模mo抑yi製zhi能neng力li。所suo以yi，它ta在zai長chang線xian傳chuan輸shu信xin息xi中zhong作zuo為wei終zhong端duan隔ge離li元yuan件jian可ke以yi大da大da提ti高gao信xin噪zao比bi。在zai計ji算suan機ji數shu字zi通tong信xin及ji實shi時shi控kong製zhi中zhong作zuo為wei信xin號hao隔ge離li的de接jie口kou器qi件jian，可ke以yi大da大da增zeng加jia計ji算suan機ji工gong作zuo的de可ke靠kao性xing。 光耦合器的主要優點是：xinhaodanxiangchuanshu，shuruduanyushuchuduanwanquanshixianledianqigeligeli，shuchuxinhaoduishuruduanwuyingxiang，kangganraonengliqiang，gongzuowending，wuchudian，shiyongshoumingchang，chuanshuxiaolvgao。guangouheqishi70年代發展起來產新型器件，現已廣泛用於電氣絕緣、電平轉換、級間耦合、驅動電路、開關電路、斬波器、多諧振蕩器、信號隔離、級間隔離 、脈衝放大電路、數字儀表、遠距離信號傳輸、脈衝放大、固態繼電器(SSR)、儀器儀表、通tong信xin設she備bei及ji微wei機ji接jie口kou中zhong。在zai單dan片pian開kai關guan電dian源yuan中zhong，利li用yong線xian性xing光guang耦ou合he器qi可ke構gou成cheng光guang耦ou反fan饋kui電dian路lu，通tong過guo調tiao節jie控kong製zhi端duan電dian流liu來lai改gai變bian占zhan空kong比bi，達da到dao精jing密mi穩wen壓ya目mu的de。 shijinianlai，xinxingguangouheqibuduanyongxian，manzulegezhongguangkongzhideyaoqiu。qiyingyongfanweiyikuozhandaojiceyiqi，jingmiyiqi，gongyeyongdianziyiqi，jisuanjijiqiwaibushebei、通信機、信號機和道路情報係統，電力機械等領域。這裏側重介紹該器件的工作特性，驅動和輸出電路及部分實際應用電路。 近jin年nian來lai問wen世shi的de線xian性xing光guang耦ou合he器qi能neng夠gou傳chuan輸shu連lian續xu變bian化hua的de模mo擬ni電dian壓ya或huo模mo擬ni電dian流liu信xin號hao，使shi其qi應ying用yong領ling域yu大da為wei拓tuo寬kuan。下xia麵mian分fen別bie介jie紹shao光guang耦ou合he器qi的de工gong作zuo原yuan理li及ji檢jian測ce方fang法fa。
2. 光耦合器的性能及類型 用於傳遞模擬信號的光耦合器的發光器件為二極管、光(guang)接(jie)收(shou)器(qi)為(wei)光(guang)敏(min)三(san)極(ji)管(guan)。當(dang)有(you)電(dian)流(liu)通(tong)過(guo)發(fa)光(guang)二(er)極(ji)管(guan)時(shi)，便(bian)形(xing)成(cheng)一(yi)個(ge)光(guang)源(yuan)，該(gai)光(guang)源(yuan)照(zhao)射(she)到(dao)光(guang)敏(min)三(san)極(ji)管(guan)表(biao)麵(mian)上(shang)，使(shi)光(guang)敏(min)三(san)極(ji)管(guan)產(chan)生(sheng)集(ji)電(dian)極(ji)電(dian)流(liu)，該(gai)電(dian)流(liu)的(de)大(da)小(xiao)與(yu)光(guang)照(zhao)的(de)強(qiang)弱(ruo)，亦(yi)即(ji)流(liu)過(guo)二(er)極(ji)管(guan)的(de)正(zheng)向(xiang)電(dian)流(liu)的(de)大(da)小(xiao)成(cheng)正(zheng)比(bi)。由(you)於(yu)光(guang)耦(ou)合(he)器(qi)的(de)輸(shu)入(ru)端(duan)和(he)輸(shu)出(chu)端(duan)之(zhi)間(jian)通(tong)過(guo)光(guang)信(xin)號(hao)來(lai)傳(chuan)輸(shu)，因(yin)而(er)兩(liang)部(bu)分(fen)之(zhi)間(jian)在(zai)電(dian)氣(qi)上(shang)完(wan)全(quan)隔(ge)離(li)，沒(mei)有(you)電(dian)信(xin)號(hao)的(de)反(fan)饋(kui)和(he)幹(gan)擾(rao)，故(gu)性(xing)能(neng)穩(wen)定(ding)，抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)強(qiang)。發(fa)光(guang)管(guan)和(he)光(guang)敏(min)管(guan)之(zhi)間(jian)的(de)耦(ou)合(he)電(dian)容(rong)小(xiao)（2pf左右）、耐壓高(2.5KV左右)，故共模抑製比很高。輸入和輸出間的電隔離度取決於兩部分供電電源間的絕緣電阻。此外，因其輸入電阻小（約10Ω），對高內阻源的噪聲相當於被短接。因此，由光耦合器構成的模擬信號隔離電路具有優良的電氣性能。 事shi實shi上shang，光guang耦ou合he器qi是shi一yi種zhong由you光guang電dian流liu控kong製zhi的de電dian流liu轉zhuan移yi器qi件jian，其qi輸shu出chu特te性xing與yu普pu通tong雙shuang極ji型xing晶jing體ti管guan的de輸shu出chu特te性xing相xiang似si，因yin而er可ke以yi將jiang其qi作zuo為wei普pu通tong放fang大da器qi直zhi接jie構gou成cheng模mo擬ni放fang大da電dian路lu，並bing且qie輸shu入ru與yu輸shu出chu間jian可ke實shi現xian電dian隔ge離li。然ran而er，這zhe類lei放fang大da電dian路lu的de工gong作zuo穩wen定ding性xing較jiao差cha，無wu實shi用yong價jia值zhi。究jiu其qi原yuan因yin主zhu要yao有you兩liang點dian：一是光耦合器的線性工作範圍較窄，且隨溫度變化而變化；二是光耦合器共發射極電流傳輸係數β和集電極反向飽和電流ICBO(即暗電流)受溫度變化的影響明顯。因此，在實際應用中，除應選用線性範圍寬、線性度高的光耦合器來實現模擬信號隔離外，還必須在電路上采取有效措施，盡量消除溫度變化對放大電路工作狀態的影響。 從光耦合器的轉移特性與溫度的關係可以看出，若使光耦合器構成的模擬隔離電路穩定實用，則應盡量消除暗電流（ICBO）的影響，以提高線性度，做到靜態工作點IFQ隨溫度的變化而自動調整，以使輸出信號保持對稱性，使輸入信號的動態範圍隨溫度變化而自動變化，以抵消β值隨溫度變化的影響，保證電路工作狀態的穩定性。 光耦合器的類型 光耦合器有管式、雙列直插式和光導纖維式等封培育形式，其種類達數十種。光耦合器的種類達數十種，主要有通用型（又分無基極引線和基極引線兩種）、達林頓型、施密特型、高速型、光集成電路、光纖維、光敏晶閘管型（又分單向晶閘管、雙向晶閘管）、光敏場效應管型。此外還有雙通道式（內部有兩套對管）、高增益型、交-直流輸入型等等。
|
