光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。
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基本資料簡介
仙童Fairchild光電耦合器（optical coupler，英文縮寫為OC）亦稱光電隔離器，簡稱光耦。仙童Fairchild光電耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類zui多、用途zui廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅(qū)動發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進(jìn)一步放大后輸出。這就完成了電—光—電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點(diǎn)，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。
美國仙童Fairchild光電耦合器廣東辦事處
仙童Fairchild光電耦合器是一種把發(fā)光器件和光敏器件封裝在同一殼體內(nèi)， 中間通過電→光→電的轉(zhuǎn)換來傳輸電信號的半導(dǎo)體光電子器件。其中，發(fā)光器件一般都是發(fā)光二極管。 而光敏器件的種類較多，除光電二極管外，還有光敏三極管、光敏電阻、光電晶閘管等。 仙童Fairchild光電耦合器可根據(jù)不同要求， 由不同種類的發(fā)光器件和光敏器件組合成許多系列的仙童Fairchild光電耦合器。
比較器A1將ZDl(結(jié)點(diǎn)A)的參考電壓和通過分壓電路R7和R8的輸出電壓進(jìn)行比較，因而控制Q2的導(dǎo)通狀態(tài)，可以定義發(fā)光二極管D1的電流和通過光耦合在光敏晶體管Q1的集電極電流。然后Q1定義脈沖寬度和輸出電壓，補(bǔ)償任何使輸出電壓改變的傾向。
隨著仙童Fairchild光電耦合器的使用時(shí)間增加和傳輸比即增益的下降，為了防止控制失靈，給Q2提供充足的驅(qū)動電流裕量是很有必要的。仙童Fairchild光電耦合器的種類較多，常見有光電二極管型、光電三極管型、光敏電阻型、光控晶閘管型、光電達(dá)林頓型、集成電路型等。（外形有金屬圓殼封裝，塑封雙列直插等）。
仙童Fairchild光電耦合器的主要特點(diǎn)如下 :
①光信號單向傳輸 ，輸出信號對輸入端無反饋，可有效阻斷電路或系統(tǒng)之間的電，但并不切斷他們之間的信號傳遞。②隔離性能好，輸入端與輸出端之間*實(shí)現(xiàn)了電隔離。③光信號不受電磁波干擾，工作穩(wěn)定可靠。④光發(fā)射器件與光敏器件的光譜匹配十分理想，響應(yīng)速度快，傳輸效率高，仙童Fairchild光電耦合器件的時(shí)間常數(shù)通常在微秒甚至毫微秒級。 ⑤抗共模干擾能力強(qiáng)，能很好地抑制干擾并消除噪音。 ⑥無觸點(diǎn)，使用壽命長，體積小，耐沖擊能力強(qiáng)。 ⑦易與邏輯電路連接。⑧工作溫度范圍寬，符合工業(yè)和軍用溫度標(biāo)準(zhǔn)。
由于仙童Fairchild光電耦合器的輸入端是發(fā)光器件，發(fā)光器件是阻抗電流驅(qū)動性器件，而噪音是一種高內(nèi)阻微電流電壓信號。 因此仙童Fairchild光電耦合器件的共模抑制比很大，仙童Fairchild光電耦合器件可以很好地抑制干擾并消除噪音。它在計(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制電路中作為信號隔離的接口元件可以大大增加計(jì)算機(jī)工作的可靠性。 在長線信息傳輸中作為終端隔離元件可以大幅度提高信噪比。所以，它在各種電路中得到了廣泛的應(yīng)用。目前已成為種類zui多、用途zui廣的光電器件之一。
輸入和輸出端之間絕緣 , 其絕緣電阻一般都大于 10Ω, 耐壓一般可超過 1kV , 有的甚至可以達(dá)到 10kV 以上 。由于“光” 傳輸?shù)膯蜗蛐?, 所以信號從光源單向傳輸?shù)焦饨邮掌鲿r(shí)不會出現(xiàn)反饋現(xiàn)象, 其輸出信號也不會影響輸入端。由于發(fā)光器件( 砷化鎵紅外二極管) 是阻抗電流驅(qū)動性器件 , 而噪音是一種高內(nèi)阻微電流的電壓信號 。因此仙童Fairchild光電耦合器件的共模抑制比很大 ,所以,仙童Fairchild光電耦合器件可以很好地抑制干擾并消除噪音。它在計(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制電路中作為信號隔離的接口元件可以大大增加計(jì)算機(jī)工作的可靠性。 在長線信息傳輸中作為終端隔離元件可以大幅度提高信噪比。所以，它在各種電路中得到了廣泛的應(yīng)用。目前已成為種類zui多、用途zui廣的光電器件之一。
選取原則
在設(shè)計(jì)光耦光電隔離電路時(shí)必須正確選擇光耦合器的型號及參數(shù)，選取原則如下：
(1)由于仙童Fairchild光電耦合器為信號單向傳輸器件，而電路中數(shù)據(jù)的傳輸是雙向的，電路板的尺寸要求一定，結(jié)合電路設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，就要選擇單芯片集成多路光耦的器件。
(2)仙童Fairchild光電耦合器的電流傳輸比(CTR)的允許范圍是不小于500%。因?yàn)楫?dāng)CTR<500%時(shí)，光耦中的LED就需要較大的工作電流(>5.0 mA)，才能保證信號在長線傳輸中不發(fā)生錯(cuò)誤，這會增大光耦的功耗。
(3)仙童Fairchild光電耦合器的傳輸速度也是選取光耦必須遵循的原則之一，光耦開關(guān)速度過慢，無法對輸入電平做出正確反應(yīng)，會影響電路的正常工作。
(4)推薦采用線性光耦。其特點(diǎn)是CTR值能夠在一定范圍內(nèi)做線性調(diào)整。設(shè)計(jì)中由于電路輸入輸出均是一種高低電平信號，故此，電路工作在非線性狀態(tài)。而在線性應(yīng)用中，因?yàn)樾盘柌皇д娴膫鬏敚?，?yīng)根據(jù)動態(tài)工作的要求，設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，使電路工作在線性狀態(tài)。
通常情況下，單芯片集成多路光耦的器件速度都比較慢，而速度快的器件大多都是單路的，大量的隔離器件需要占用很大布板面積，也使得設(shè)計(jì)的成本大大增加。在設(shè)計(jì)中，受電路板尺寸、傳輸速度、設(shè)計(jì)成本等因素限制，無法選用速度上非常占優(yōu)勢的單路光耦器件，在此選用TOSHIBA公司的TLP521-4。
發(fā)展現(xiàn)狀注意事項(xiàng)
*、 必須加反向電壓；
第二、光敏晶體管管殼必須保持清潔。
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