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光电耦合元件(Opto-isolator,或optical coupler,缩写为OC),亦称光耦合器,光电隔离器,简称光耦。光电耦合元件是以光作为媒体来传输电信号的一种装置,其功能是可将讯号传送通过隔离层,对输入、输出电信号有良好的隔离作用。
光电耦合元件可分为类比与数位两种,主要由光发射器和光侦测器组成。两种元件通常会整合到同一个封装,但它们之间除了光束之外不会有任何电气或实体连接。
光电耦合元件的光发射器大都是发光二极管,光侦测器的种类比较多,但多半由光电二极管或光晶体管担任。
结构
光耦合器一般由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。
输入的电信号驱动发光二极管(LED),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。这就完成了电—光—电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离,电信号传输具有单向性等特点,因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件,因而具有很强的共模抑制能力。所以,它在长线传输资讯中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。在电脑数位通信及即时控制中作为信号隔离的接口器件,可以大大增加其工作之可靠性。
应用
光电耦合元件广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离 、脉冲放大电路、数位仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。
在单片开关电源中,利用线性光耦合器可构成光耦回馈电路,通过调节控制端电流来改变占空比,达到精密稳压目的。
种类
晶体管耦合器:具有较高的换能效率,高耐压性,低输入驱动能力
高速集成电路输出耦合器:它有提供高速集成光能力的接收元件,速度为1-10兆赫兹。
三端双向可控硅耦合器:这种类型的耦合器主要用来控制AC载荷,例如发动机和螺线管。
光控继电器:能转换类比信号,因为在一个输出处里装配一个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),有线性输出特征。
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