光電耦合器的應用與使用注意事項

　　光耦合器自70年代發(fā)展起來(lái)后，已經(jīng)得到了廣泛的應用，下面舉兩個(gè)實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。

　　案例1

　　當我們要設計一組開(kāi)關(guān)電源時(shí)，從安全以及抗干擾角度考慮，很多時(shí)候不希望是熱地(即希望將高頻變壓器的初級側與次級側的電源進(jìn)行隔離，以提高弱電側的安全性)。

　　我們將上面的要求以及同時(shí)將開(kāi)關(guān)電源的其他特性考慮進(jìn)去，基本上發(fā)現開(kāi)關(guān)電源具有以下幾個(gè)特征：

　　1、需要初級側的電源與次級側的電源進(jìn)行隔離;2、開(kāi)關(guān)具有高頻率特性;3、輸出電壓需要能夠實(shí)時(shí)地反饋給初級端控制芯片，以便芯片做出控制;4、次級側的電壓變化能夠線(xiàn)性地反饋到初級側;5、初級側與零火線(xiàn)直接相連，要求次級側的電源不受初級側的電源干擾;

　　在解決以上幾點(diǎn)要求上，光耦體現了其價(jià)值，而且設計簡(jiǎn)單。光耦的線(xiàn)性特性，能夠使次級側的輸出線(xiàn)性地反饋到初級側;光耦的非機械觸點(diǎn)可以迅速開(kāi)通與關(guān)閉，實(shí)現了開(kāi)關(guān)電源實(shí)時(shí)、迅速的要求，同時(shí)還具備無(wú)壽命要求;更重要的是，其是隔離的，可以完全隔斷初級側與次級側，使次級側不受初級側的影響。圖1 是一個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)電源示意。

　　該開(kāi)關(guān)電源的工作原理

　　當輸出電壓升高時(shí)，光耦發(fā)光端電流增加，此時(shí)受光端電流也相應的增大，致使開(kāi)關(guān)電源芯片減小開(kāi)關(guān)管的導通時(shí)間或者導通頻率，從而降低輸出電壓;相反，當輸出電壓降低時(shí)，光耦發(fā)光端電流減小，此時(shí)受光端電流也相應的減小，致使開(kāi)關(guān)電源芯片增大開(kāi)關(guān)管的導通時(shí)間或者導通頻率，從而提高輸出電壓，并使輸出電壓穩定。該設計充分利用了光耦的線(xiàn)性。當然在使用上述電路時(shí)，需要保證光耦與穩壓二極管的匹配，保證二者都工作在合理的電流范圍內。

　　案例2

　　當我們某些時(shí)候需要一個(gè)非接觸式開(kāi)關(guān)時(shí)，光耦能夠幫我們這個(gè)忙。

　　一般的時(shí)候，我們的開(kāi)關(guān)基本上都是有觸點(diǎn)的。按一下，按鍵閉合;再按一下，按鍵斷開(kāi)。但假如某些時(shí)候沒(méi)有辦法去接觸，怎么辦呢?光耦可以幫助我們，其只需要擋一下。為實(shí)現遮擋的要求，我們將光耦的發(fā)光側與受光側拉大，同時(shí)將發(fā)光側和受光側分別集成在一個(gè)結構件中，同時(shí)在發(fā)光側與受光側中間保留一個(gè)空隙(見(jiàn)圖2)。需要注意：發(fā)光側與受光側的結構材料必須是透光的。

　　通過(guò)結構的改進(jìn)后，再配以圖3電路，一個(gè)非常實(shí)用的開(kāi)關(guān)電路就產(chǎn)生了。圖3電路的工作原理如下：

　　當有遮光體伸入發(fā)光側與受光側中間的空隙中時(shí)，芯片I/O口檢測到低電平;

　　當沒(méi)有遮光體伸入發(fā)光側與受光側中間的空隙中時(shí)，芯片I/O口檢測到高電平。該電路具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　?、闭诠怏w只要是一個(gè)不透光的物體即可，不再需要像傳統按鍵那樣有力的輸出;

　?、踩绻l(fā)光側需要進(jìn)行邏輯控制，可以將發(fā)光側連接到某一個(gè)I/O口;

　?、嘲l(fā)光側和受光側根據需要，可以使用同一電源，當然也可以使用不同電源。