好坏判断:
用数字万用表的二管测量档,红表笔接光耦的“1”脚,黑表笔接光耦的“2”脚(即使光耦的发光二管正向导通)此时万用表显示大约是0.981V,红表笔接光耦的“3”脚,黑表笔接光耦的“4”脚,此时万用表显示大约是0.700V,证明光耦是好的。
用作固体继电器
采用光电耦合器作固体继电器具有体积小、耦合密切、驱动功率小、动作速度快、工作温度范围宽等优点。图3所示是一个光电耦合器用作固体继电器的实际电路图,它的左半部分电路可用于将输入的电信号Vi变成光电耦合器内发光二管发光的光信号;而右半部分电路则通过光电耦合器内的光敏三管再将光信号还原成电信号,所以这是一种非常好的电光与光电联合转换器件。光电耦合器的电流传输比为20%,耐压为150V,驱动电流在8~20mA之间。在实际使用中,由于它没有一般电磁继电器常见的实际接点,因此不存在接触不良和燃弧打火等现象,也不会因受外力或机械冲击而引起误动作。所以,它的性能比较可靠,工作十分稳定。
技术参数:
一、输入特性
光耦合器的输入特性实际也就是其内部发光二管的特性。常见的参数有:
1. 正向工作电压Vf(Forward Voltage)
Vf是指在给定的工作电流下,LED本身的压降。常见的小功率LED通常以If=20mA来测试正向工作电压,当然不同的LED,测试条件和测试结果也会不一样。
2. 反向电压Vr(Reverse Voltage )
是指LED所能承受的大反向电压,过此反向电压,可能会损坏LED。在使用交流脉冲驱动LED时,要特别注意不要过反向电压。
3. 反向电流Ir(Reverse Current)
通常指在大反向电压情况下,流过LED的反向电流。
4. 允许功耗Pd(Maximum Power Dissipation)
LED所能承受的大功耗值。过此功耗,可能会损坏LED。
5. 中心波长λp(Peak Wave Length)
是指LED所发出光的中心波长值。波长直接决定光的颜色,对于双色或多色LED,会有几个不同的中心波长值。
6. 正向工作电流If(Forward Current)
If是指LED正常发光时所流过的正向电流值。不同的LED,其允许流过的大电流也会不一样。
7. 正向脉冲工作电流Ifp(Peak Forward Current)
Ifp是指流过LED的正向脉冲电流值。为保证寿命,通常会采用脉冲形式来驱动LED,通常LED规格书中给中的Ifp是以0.1ms脉冲宽度,占空比为1/10的脉冲电流来计算的。
二、输出特性
光耦合器的输出特性实际也就是其内部光敏三管的特性,与普通的三管类似。常见的参数有:
1. 集电电流Ic(Collector Current)
光敏三管集电所流过的电流,通常表示其大值。
2. 集电-发射电压Vceo(C-E Voltage)
集电-发射所能承受的电压。
3. 发射-集电电压Veco(E-C Voltage)
发射-集电所能承受的电压
4. 反向截止电流Iceo
5. C-E饱和电压Vce(sat)(C-E Saturation Voltage)
四、传输特性:
1.电流传输比CTR(Current Transfer Radio)
2.上升时间Tr (Rise Time)& 下降时间Tf(Fall Time)
其它参数诸如工作温度、耗散功率等不再一一敷述。
三、隔离特性
1.入出间隔离电压Vio(Isolation Voltage)
光耦合器输入端和输出端之间绝缘耐压值。
2.入出间隔离电容Cio(Isolation Capacitance):
光耦合器件输入端和输出端之间的电容值
3.入出间隔离电阻Rio:(Isolation Resistance)
半导体光耦合器输入端和输出端之间的绝缘电阻值。
光耦合器的技术参数主要有发光二管正向压降VF、正向电流IF、电流传输比CTR、输入级与输出级之间的绝缘电阻、集电-发射反向击穿电压V(BR)CEO、集电-发射饱和压降VCE(sat)。此外,在传输数字信号时还需考虑上升时间、下降时间、延迟时间和存储时间等参数。
电流传输比是光耦合器的重要参数,通常用直流电流传输比来表示。当输出电压保持恒定时,它等于直流输出电流IC与直流输入电流IF的百分比。
使用光电耦合器主要是为了提供输入电路和输出电路间的隔离,在设计电路时,必须遵循下列原则:所选用的光电耦合器件必须符合国内和国际的有关隔离击穿电压的标准;由英国埃索柯姆(Isocom)公司、美国FAIRCHILD生产的4N××系列(如4N25、4N26、4N35)光耦合器,在国内应用地十分普遍。可以用于单片机的输出隔离;所选用的光耦器件必须具有较高的耦合系数。
以下为光电耦合器的常用参数:
反向电流IR:在被测管两端加规定反向工作电压VR时,二管中流过的电流。
反向击穿电压VBR:被测管通过的反向电流IR为规定值时,在两间所产生的电压降。
正向压降VF:二管通过的正向电流为规定值时,正负之间所产生的电压降。
正向电流IF:在被测管两端加一定的正向电压时二管中流过的电流。结电容CJ:在规定偏压下,被测管两端的电容值。
反向击穿电压V(BR)CEO:发光二管开路,集电电流IC为规定值,集电与发射集间的电压降。
输出饱和压降VCE(sat):发光二管工作电流IF和集电电流IC为规定值时,并保持IC/IF≤CTRmin时(CTRmin在被测管技术条件中规定)集电与发射之间的电压降。
反向截止电流ICEO:发光二管开路,集电至发射间的电压为规定值时,流过集电的电流为反向截止电流。
电流传输比CTR:输出管的工作电压为规定值时,输出电流和发光二管正向电流之比为电流传输比CTR。
脉冲上升时间tr,下降时间tf:光耦合器在规定工作条件下,发光二管输入规定电流IFP的脉冲波,输出端管则输出相应的脉冲波,从输出脉冲幅度的10%到90%,所需时间为脉冲上升时间tr。从输出脉冲后沿幅度的90%到10%,所需时间为脉冲下降时间tf。
传输延迟时间tPHL,tPLH:从输入脉冲幅度的50%到输出脉冲电平下降到1.5V时所需时间为传输延迟时间tPHL。从输入脉冲后沿幅度的50%到输出脉冲电平上升到1.5V时所需时间为传输延迟时间tPLH。
入出间隔离电容CIO:光耦合器件输入端和输出端之间的电容值。
入出间隔离电阻RIO:半导体光耦合器输入端和输出端之间的绝缘电阻值。
入出间隔离电压VIO:光耦合器输入端和输出端之间绝缘耐压值.
代替音频变压器
在线性电路中,两级放大器之间常用音频变压器作耦合。这种耦合的缺点是会在变压器铁芯片中损耗掉一部分功率,并可能造成某些失真。而如果选用光电耦合器来代替音频变压器就可以克服上述这些缺点。当输入信号Vi经三管BG1、BG2前级放大之后,驱动光电耦合器左边的LED发光,并被右边的光敏管全部吸收并转换成电信号,此信号经后级电路BG3放大,并由该管的发射通过电容器C3后输出一个不失真的放大信号V0。由于该电路将前后两级放大器之间隔离,因而杜绝了地环路可能引起的干扰。同时由于该电路还具有消噪功能,因此避免了信号的失真。整个电路的总增益可望达到20dB以上,带宽约120kHz。