光电耦合器PPT讲稿.ppt

光电耦合器第1页，共13页，编辑于2022年，星期四二光电耦合器的类型二光电耦合器的类型 其类型主要有：普通光电耦合器；达林顿光电耦合器；双光电耦合器；四光电耦合器；（此四种统称为隔离光电耦合器）开槽光电耦合器和反射光电耦合器。使用单只光敏三极管作输出级的普通光电耦合器(图a)，通常是密封在一个六引脚的封装之内，而光敏三极管的基极3.3.1 光电耦合器光电耦合器被引到封装的外面以备使用。在平常的使用中，基极是开路不用的，在此情况下，光电耦合器具有300kHz的有效带宽。然而，光敏三极管能够转换为光敏二极管，这只要将基极(引脚6)和发射极(引脚4)的引出端短接在一起即可，在这种情况下，带宽却上升到约30MHz。第2页，共13页，编辑于2022年，星期四3.3.1 光电耦合器光电耦合器 达林顿光电耦合器(图b)也是密封在一个六引脚的封装当中，而且其光敏三极管的基极亦引到封装之外以供使用。由于达林顿管的高电流增益，因此其有效带宽仅为30kHz。图c和图d所示的双和四光电耦合器都是利用单只光敏三极管作为输出级的，而这些光敏三极管的基极却不能外部引用。第3页，共13页，编辑于2022年，星期四3.3.1 光电耦合器光电耦合器 图e和图f是开槽和反射型光电耦合器件，它的主要功能不是起光电隔离用。开槽型光电耦合器所具有的典型槽宽约3mm，其带宽为300KHz。反射型光电耦合器使用一个达林顿输出级，其有效带宽仅为20KHz。第4页，共13页，编辑于2022年，星期四3.3.1 光电耦合器光电耦合器 注意，在所有这四种器件里，输入引注意，在所有这四种器件里，输入引脚都是在封装的某一边上而输出引脚则脚都是在封装的某一边上而输出引脚则是在封装的另一边上。这种结构有利于是在封装的另一边上。这种结构有利于增加隔离电压的最大可能值。还要注意增加隔离电压的最大可能值。还要注意的有，在图的有，在图3.3.12c和图和图3.3.12d所示所示的双和四光电耦合器件中，尽管它的双和四光电耦合器件中，尽管它们具有们具有1.5KV的隔离电压值，但是在的隔离电压值，但是在相邻通道之间所出现的电位差却绝对相邻通道之间所出现的电位差却绝对不允许超过不允许超过500V。第5页，共13页，编辑于2022年，星期四三光电耦合器的应用三光电耦合器的应用1用于电平转换用于电平转换 由于各种集成电路所用的电源电压是不同的，如在一个系统中用二种材料的集成电路芯片，则需要进行电平的转换。另外各种传感器的电源电压有时也难于与集成电路相同，故进行电平转换有时是必要的。3.3.1 光电耦合器光电耦合器 图3.3.13是PMOS电路电平转到TTL电路电平的电路图。该电路中，输入是22伏到0伏的脉冲，输出是0伏到5伏的脉冲，前后电路完全是隔离的。第6页，共13页，编辑于2022年，星期四2用于逻辑门电路用于逻辑门电路 图a为两个光电耦合器组成的与门电路，如果在输入端A和B同时输入高电平“1”，则两个发光二极管GY1和GY2都3.3.1 光电耦合器光电耦合器发光，两个光敏三极管GG1，和GG2都导通，在输出端C就呈现高电平“1”。在输入端A或B中只要有一个为低电平“0”，则其中有一个光敏三极管不导通，输出端C就为“0”，故为与门电路。第7页，共13页，编辑于2022年，星期四 图b为与非门电路，它的原理与图(a)相似，但输出端不同，图(6)从集电极输出，当两个输入端A和B都为高电平1”时，输出为低电平“0”，故为与非门电路。图c为或门电路，它从发射极输出，输入端A或B中有一个或两个为高电平“1”，则有一个或两个光敏三极管被照亮而导通，输出为高电平“1”，故为或门电路。第8页，共13页，编辑于2022年，星期四 图d的 原理 与 图(c)相似，但从集电极输出,输入端A或B中有一个或两个为高电平“1”，输出就为低电平“0”，故为或非门电路。第9页，共13页，编辑于2022年，星期四 电路之间不仅可以电源不同，而且接地点也可分开。例如图e为输入、输出与中央运算、处理部分的耦合电路，图中的左边为13.5V的HTL到5伏的TTL耦合结构，输入部分由抗干扰能力强的HTL担任，其信号经光电辊合器送至中央运算、处理部的TTL电路。图中右边为TTL到HTL的耦合结构，经中央处理部运算后由光电耦合器送至输出部分，光电耦合器成了TTL和HTL两种电路的媒介。第10页，共13页，编辑于2022年，星期四3起隔离作用起隔离作用 图3.3.15用逻辑电路的信号来触发可控硅SCR，可按硅的负载为电感性的开关电路，采用光电耦合器后，负载所产生的尖峰噪声不会反馈到逻辑电路。光电耦合器是近年来发展起来的新型器件，应用范围和生产量正在急剧增加。由于它具有独特的优点，可组成各种各样的电路，因而可应用在测量仪器、精密仪器、工业和医用电子仪器自动控制、遥控和遥测、各种通信装置、计算机系统及农业电子设备等广阔领域。第11页，共13页，编辑于2022年，星期四四光电耦合双向可控硅四光电耦合双向可控硅 双向可控硅是一种很普通的由可控硅整流器即SCR发展改进的器件，它也可用于光触发形式。将一只SCR和一只LED密封在一个封装中，就可以构成一只光耦合的SCR；而将一只双向可控硅和一只LED密封在一个封装中就可以制成一只光耦合的双向可控硅。图3.3.16和图3.3.17示出它们的典型外形(它们通常被密封在一只六引脚的双列直插式的封装中)。第12页，共13页，编辑于2022年，星期四 用光电耦合双向可控硅去控制另一个大功率双向可控硅，可达到控制大功率负载的目的。图3.3.18是用光电耦合双向可控硅控制小功率灯泡的电路图，而图3.3.19是光电耦合双向可控硅控制大功率负载的电路图。第13页，共13页，编辑于2022年，星期四