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光电耦合器的发展及应用

时间:2015-02-09  来源:扁平线圈电感厂家  点击:

3典型应用

3.1用作固体继电器

光电耦合器是一种将发光二极管和光敏三极管组装在一起的新颖光电器件,它采用光信号来传递信息,从而使电路的输入与电气上处于完全隔离的状态,这种信息传递方式是所有采用变压器和继电器作隔离来进行信号传递的一般解决方案所不能相比的。由于光电耦合器具有可单向传递信息、通频带宽、寄生反馈小、消噪能力强、抗电磁干扰性能好等特点,因而无论在数字电路还是在模拟电路中均得到了越来越广泛的应用。

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变成塑封电感光电耦合器内发光二极管发光的光信号;而右半部分电路则通过光电耦合器内的光敏三极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。图中所用的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。

3.2

光电耦合器在电话保安装置中应用

为了防止电话线路被并机窃用或电话机被盗用通话,可以利用光电耦合器来设计一个简单实用的电话保安电路,其实隔电路如图4所示。图中,由片状电感器VD1~VD4组成极性转换电路。由于在将本保安器接入电话线路中时,不需要分清电话线路反馈电压的极性,因此,使用该保安器可以给安装带来很大的方便。

平时在挂机状态下,线路中的48V或60V馈电压(交换机型号不同时,该馈电压也有所不同),经VD1~VD4整流、R2限流、齐纳二极管VD稳压后,使IC的输入端发光管点亮,导致IC输出端的受光器件转为导通状态而使晶体管V呈截止状态,继电器K不工作,控制线路中的触点K-1断开,R1不接入电话线路中,电路处在正常的监控状态。同时K-2也处在断开位置,电子报警蜂鸣器不发声。

一旦有并机窃用或电话机被盗用时,线路中的馈电电压下降到6~10V,由于该6~100V的电压经VD1~VD4整流后不能使VD击穿,因此将不能亮IC输入端的发光管,这将使输出端由导通转为截止而使阻值呈现无穷大,进而使V的基极通过电阻R3获得基流而导通,继电器吸合使K-1触点闭合,电阻R1被并接到电话线路中而使线路中的电压进一步下降到期伏以下,使电话不能被并机窃用,同时电话机因电压不正常而不能工作,从而起到了防止电话线路被并机窃用或电话机被盗用的目的。与此同时,K-2闭合,接通电子蜂鸣器电源,使之发出报警声。并将电子蜂鸣器外壳上的两个发光二极管点亮发光。如果电话户主接打电话,只需按一下SB使其断开,即切断保安器的供电电源即可。

该电话保安器的IC可选用4N25、4N36等型号的光电耦合器。继电器K可选用工作电压为直流6伏的JRX—12F等型号的继电器。为缩小机壳体积,电池可选用6伏叠层电池。SB为常闭型按纽开关。B可选择FMQ—27型、FMQ—35型电子蜂鸣器,其余参数均可按图中标注来选用。

3.3用光电耦合器代替音频变压器

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一体成型电感器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。

目前,利用光电耦合器代替音频变压器的应用电路有多种形式,图5所示是比较实用的一种。当输入信号Vi经三极管BG1、BG2前级放大之后,驱动光一体电感电耦合器左边的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,并由该管的发射极通过电容器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完全隔离,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。

另外,利用光电耦合器还可以构成与门、或门、与非门等逻辑电路,以及隔离固体开关电路、双稳压电路,斩波器和差分放大电路等多种电路。

4结论

光电耦合器在多种电子设备中的应用非常广泛。随着数字通信技术的迅速发展以及光隔离器和固体继电器等自动控制部件在机械工业中应用的不断扩大,特别是微处理机在各个模压电感领域中的应用推广(有时一台微机上的用量可达十几个甚至上百个)和产品性能的逐步提高,光电耦合器的应用市场将日益扩大,同时,其社会交流和经济交流也一定会十分显著。今后,光电耦合器将向高速化、高性能,小体积,轻重量的方向发展。

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