nbsp;(1)光电耦合器的结构和特点 光电耦合器由发光源和受光器两部分组成,并由不透明材料封装在一起,其结构和符号如图九所示。发光源引出的管脚为输入端,受光器引出的管脚为输出端。当在输入端加正向电压时,发光二极管点亮,照射光敏晶体管(或晶闸管)使之导通,产生输出信号。
图九 光电耦合器的结构
光电耦合器具有如下特点:
i.光电耦合器的信号传递采取电-光-电形式,发光部分和受光部分不接触,因此其绝缘电阻可高达Ω以上,并能承受2000V以上的高压。被耦合的两个部分可以自成系统不“共地”,能够实现电控系统强电部分与弱电部分隔离,避免干扰由输出通道窜入控制微机。
ii.光电耦合器的发光二极管使电流驱动器件,能够吸收尖峰干扰信号,所以具有很强的抑制噪声干扰能力。
iii.光电耦合器作为开关应用时,具有耐用,可靠性高和高速等优点,响应时间一般为数微秒以内,高速型光电耦合器的响应时间有的甚至小于10ns。
(2)晶闸管输出型光电耦合器驱动接口设计
晶闸管输出型光电耦合器的输出端是光敏晶闸管或光敏双向晶闸管。光电耦合器的输入端有一定的电流流入时,晶闸管即导通,有的光电耦合器的输出端还配有过零检测电路,用于控制晶闸管过零触发,以减少用电设备在启动时对电网造成的冲击。
4N40时常用的单相晶闸管输出型光电耦合器。当输入端有15~30mA电流时,输出端的晶闸管导通。输出端的额定电压为400V,额定电流有效值为300mA。
MOC3041是常用的双向晶闸管输出的光电耦合器,内部带过零触发电路,输入端控制电流为15mA输出端额定电压为400V,最大重复浪涌电流为1A。
图十示出了4N40和MOC3041的接口驱动电路。由下式
(4-1)
式中,为电源电压;
为发光二极管管压降,取1.5V;
为驱动器压降,取0.5V;
为发光二极管工作电流;
为发光二极管限流电阻。
求得限流电阻和分别为100Ω和200Ω,实际取91Ω和180Ω,使留有一定余量。
4N40常用于小电流电器控制,如指示灯等,也可用于触发大功率的晶闸管。MOC3041一般用于中间控制电路或用于触发大功率晶闸管。
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