什么是光耦隔离?光耦隔离的主要作用
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光耦合器的结构相当于把发光二极管和光敏三极管封装在一起。光耦隔离电路使被隔离的两部分电路之间没有电的直接连接,主要是防止因有电的连接而引起的干扰,特别是低压的控制电路与外部高压电路之间。
光耦的主要构件是发光器件和光敏器件,发光器件一般都是IRLED,而光接受器件有光敏二极管、光敏三极管、达林顿管、光集成电路等类型,在高频开关电源中,对光耦的响应速度要求很高,故一般采用如图所示的响应较快的高速型,延迟时间在500nS以内。用于模拟信号或直流信号传输时,应采用线性光耦以减小失真,而传输数字开关信号时,对其线性度的要求不太严格。
光耦的主要作用就是隔离作用,如信号隔离或光电的隔离。隔离能起到保护的作用,如一边是微处理器控制电路,另一边是高电压执行端,如市电启动的电机,电灯等等,就可以用光耦隔离开。当两个不同型号的光耦只有负载电流不同时,可以用大负载电流的光耦代替小负载电流的光耦。
以六脚光耦TLP641J为例,说明其原理。
一个光控晶闸管(photo-thyristor)耦合(couple to)一个砷化镓(gallium arsenide)红外发光二极管(diode)组成。左边1和2脚是发光二极管,当外加电压后,驱动发光二极管(LED),使之发出一定波长的光,以此来触发光控晶闸管。光控晶闸管的特点是门极区集成了一个光电二极管,触发信号源与主回路绝缘,它的关键是触发灵敏度要高。光控晶闸管控制极的触发电流由器件中光生载流子提。光控晶闸管阳极和阴极间加正压,门极区若用一定波长的光照射,则光控晶闸管由断态转入通态。为提高光控晶闸管触发灵敏度,门极区常采用放大门极结构或双重放大门极结构。为满足高的重加电压上升率,常采用阴极发射极短路结构。小功率光控晶闸管常应用于电隔离,为较大的晶闸管提供控制极触发;也可用于继电器、自动控制等方面。大功率光控晶闸管主要用于高压直流输电。
当1和2脚加上5V以上电源后,就能使发光管发光,驱动光控晶闸管进入通态,此时,5和4脚构成一个电阻,阻值大约为10K。当1和2不加电压时,则4和5可以看成一个无穷大的电阻。阻止电流流通,起到隔离保护的作用。
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