光耦合电路的工作原理,类型及应用论文，光耦合电路的工作原理、类型及应用

很多朋友对光耦合电路的工作原理,类型及应用论文，光耦合电路的工作原理、类型及应用不是很了解，六月小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

今天要和大家分享的是一款光耦。主要讲：光耦工作原理，光耦类型，光耦工作方式，光耦功能，光耦应用。一、光耦光耦是在两个隔离的电路之间，即从一个电路到另一个电路传输电信号的电子元件。(具体如下图所示。)光耦光耦又叫光隔离器、光耦合器或光隔离器。

通常，在电路中，尤其是在低压或高噪声敏感电路中，光耦合器用于隔离电路，以防止电气碰撞或消除不必要的噪声。二、光耦内部结构上图为光耦内部结构。左边的引脚1和引脚2是裸露的，是LED。LED向右边的光电晶体管发射红外光。光电晶体管是一种通过其集电极和发射极切换输出的电路，与典型的BJT晶体管相同。

LED的强度直接控制光电晶体管，因为光耦可以控制两个独立的电路。此外，光电晶体管和红外LED之间的空间是透明和不导电的材料，它隔离了两个不同的电路。LED和光电晶体管之间的空腔可以由玻璃、空气或透明塑料制成，电气隔离更高，通常为10 kV或更高。三、光耦的工作原理光耦由作为LED的发射器和作为光敏元件的接收器组成。

当LED发光，光线照射到光电传感器(光电二极管、光电晶体管、光电三极管)时，光电传感器开始流过电流。在这个系统中，输入光与输出端的电流成正比。光耦工作原理给LED供电时，LED发光，光线落在光电晶体管的基极上。光线落在光电晶体管的基极后，它将被激活，并可以控制连接到晶体管的输出电路。

这里，输入电路仅连接到光耦合器的LED引脚，输出电路连接到光电晶体管，输入和输出电路完全电气隔离。光耦动画工作原理四、光耦工作模式1、饱和模式在饱和模式下，LED会开启或关闭，因此输出晶体管会完全关断或开启，这意味着导通或不导通模式。

这种模式用于需要保护微控制器引脚免受输出电路高压影响的情况。例如，在使用微控制器的电机驱动中，电机需要高电流和高电压。在这种模式下，电机将完全打开或关闭。2、线性模式在此模式下，LED将获得一个变化的信号脉冲。LED灯由电压或信号样本改变或控制，然后光电晶体管也为输出提供可变的传导。

用于开关模式电源(SMPS)或控制输出端需要错误检测的不同电路。3、光电二极管和光电晶体管光耦合器

光电二极管光电耦合器在电流和光的线性关系上优于光电晶体管光电耦合器。虽然光电晶体管光耦可以通过改变进入光电晶体管基极的LED光束来传输宽频的模拟音频信号。当光束到达基极时，晶体管的输出将发生变化而被放大。然而，高频时可能会出现一些失真。

虽然光电二极管的输出信号幅度远小于光电晶体管提供的信号幅度，但在大多数音频和一些数字信号中，光电二极管光耦的输入光和输出电流的关系非常好。光电二极管和光电晶体管光耦五、光耦类型1、光耦基于晶体管的光耦用于DC电路相关隔离。在上图中，内部结构显示在光电晶体管光耦合器内部。晶体管类型可以是PNP或NPN。

根据输出引脚的可用性，光电晶体管可以进一步分为两种类型。在左边的第二张图中，有一个额外的引脚输出，它内部连接到晶体管的基极。该引脚6用于控制光电晶体管的灵敏度。此引脚通常用于通过高电阻电阻器连接到地或负极。在这种配置中，可以有效地控制由噪声或电瞬变引起的错误触发。

此外，在使用基于光电晶体管的光耦合器之前，必须知道晶体管的最大额定值。PC816、 PC817、 LTV 817、 K847 PH是少数广泛使用的基于光电晶体管的光电耦合器之一。2、光学达林顿晶体管光耦上图中，有两类符号，表示基于光学达林顿晶体管的光耦内部结构。

达林顿晶体管是两个晶体管对，其中一个控制另一个晶体管的基极。在这种配置中，达林顿晶体管提供高增益能力。LED照例发射红外LED，控制晶体管的基极。

这种类型的光耦合器也用于DC电路相关领域的隔离。第六引脚内部连接到晶体管的基极，以控制晶体管的灵敏度。4n 32、4 n33、 h11 b1、 h21 b2、 h21 B3是基于光学达林顿的光学耦合器的几个例子。3、基于光三端双向可控硅开关的光耦合器

光电管的三端双向晶体门主要用于需要交流控制或开关的场合。LED可以用DC控制，三端双向晶闸管用来控制交流电。这种情况下，光耦合器也能提供出色的隔离性能。这是一个双向可控硅应用。基于光三端双向逻辑门的光耦合器的例子有IL420、4N35等。四、基于晶闸管SCR的光耦代表可控硅整流器，也称为晶闸管。

像其他光耦合器一样，led发射红外线。可控硅整流器由发光二极管的亮度控制。基于光电晶闸管的光电耦合器用于交流相关电路。基于光SCR的光耦合器的几个例子是：MOC3071、IL400、MOC3072等。六、光耦的作用1、保护高灵敏度电路不受高压电路的影响。

如果需要使用微控制器的命令来驱动高压电机，光耦合器将为开关系统提供电机和微控制器输出之间的完全电气隔离连接。2、防止高压尖峰

光耦合器也用作保险丝，具有比保险丝更高级的功能。在电路中，光耦用于切换数字信号或极低电压的系统，但如果出现电压尖峰或浪涌电流，整个输出电路不会受到影响，因为光耦只会发生故障，停止向下一部分传输电流。3、使用光耦合器检测交流电源的过零事件

因为响应时间很快(纳秒级)，所以光耦的开关很快。通过整流器检测交流电源的过零点被广泛使用，利用这个数字信号我们可以找到我们需要的波形变化。使用光耦合器检测交流电源的过零点4、消除信号中的电气噪声七、光耦合器的应用

DC电路和交流相关操作中使用的光耦合器很少。因为光耦合器不允许两侧之间的直接电连接，所以光耦合器的主要应用是隔离两个电路。从切换到其它应用，正如可以使用晶体管切换应用一样，也可以使用光耦合器。它可以用于与微控制器相关的各种操作，其中需要来自高压电路的数字脉冲或模拟信息，可以使用光耦合器来实现它们之间的出色隔离。

光耦可用于交流检测、直流控制相关操作。下面为光耦合器的一些应用。

1、用于开关直流电路的光耦合器：

用于开关直流电路的光耦合器

在上面的电路中，使用了基于光电晶体管的光耦合器电路，是一个典型的晶体管开关。

在原理图中，使用了基于低成本光电晶体管的光电耦合器PC817。红外线LED将由S1 开关控制。当开关打开时，9V 电池电源将通过限流电阻10k 为LED 提供电流。强度由R1 电阻控制。如果我们改变值并降低电阻，LED的强度会很高，使晶体管增益很高。

另一方面，晶体管是由内部红外LED 控制的光电晶体管，当LED 发出红外光时，光电晶体管将接触，VOUT 将为0，关闭连接在其上的负载。根据数据表，晶体管的集电极电流为50mA，R2 提供VOUT 5v，R2 是一个上拉电阻。

在这种配置中，基于光电晶体管的光耦合器可以与微控制器一起用于检测脉冲或中断。

2、用于检测交流电压的光耦合器：

用于检测交流电压的光耦合器

这里显示了另一个电路来检测交流电压。红外线LED 使用两个100k 电阻控制，使用两个100k 电阻代替一个200k 电阻是为了在短路相关条件下提供额外的安全性。LED 连接在墙上插座线(L) 和中性线(N) 上。当按下S1 时，LED 开始发射红外线。光电晶体管做出响应并将VOUT 从5V 转换为0V。

在这种配置中，光耦合器可以跨低压电路连接，例如需要交流电压检测的微控制器单元，输出将产生方形高到低脉冲。

3、使用直流电压控制交流电路的光耦合器：

使用直流电压控制交流电路的光耦合器

在上面电路中，LED 再次由9V 电池通过10k 电阻和开关的状态来控制。另一方面，使用基于光电TRIAC 的光耦合器，从220V 交流插座控制交流灯。68 R 电阻用于控制BT136 TRIAC，由光耦单元内部的光电TRIAC 控制。

这种配置用于控制使用低压电路的电器。IL420 用在上面的原理图中，是一个基于光TRIAC 的光耦合器。

除了这种类型的电路之外，还可以在SMPS 中使用光耦合器，将次级侧短路或过流状况信息发送到初级侧。

审核汤梓红

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