光電產(chǎn)品是我們 現(xiàn)代 生活中必不可少的一種設(shè)備，它為我們的生活帶來(lái)了諸多的便利。光電產(chǎn)品能夠正常的使用，是離不開(kāi)光電器件的。光電耦合器就是這樣一種非常重要的光電器件。

什么是光電耦合器呢?它是一種以光為主要媒介的光電轉(zhuǎn)換元件，它能夠?qū)崿F(xiàn)由光到電、再由電到光的轉(zhuǎn)化。光電耦合器又叫光電隔離器。它能夠?qū)﹄娐分械碾娦盘?hào)產(chǎn)生很好的隔離作用，特別是在照明的電路中，它更是能夠有效地保護(hù)電路和導(dǎo)線，使光信號(hào)和電信號(hào)互不干擾，各自進(jìn)行工作，確保了電源和光源各自的正常有序工作，具有較好的電絕緣能力和防干擾能力。生活中常見(jiàn)的光電耦合器有很多種類，如光電 二極管 、三極管，光敏 電阻 、光控型晶閘管，這些都屬于很不錯(cuò)的光電耦合器。

光電耦合器(optical coupler，英文縮寫為OC)亦稱光電隔離器，簡(jiǎn)稱光耦。光電耦合器以光為媒介傳輸電信號(hào)。它對(duì)輸入、輸出電信號(hào)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。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管(LED)，使之發(fā)出一定波長(zhǎng)的光，被光探測(cè)器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過(guò)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(hào)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。

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(guò)電→光→電的轉(zhuǎn)換來(lái)傳輸電信號(hào)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。 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光電耦合器。

圖1顯示了一個(gè)典型的光電耦合器驅(qū)動(dòng)電路。在該例中，右邊的5V副邊輸出將會(huì)被左邊原邊電路的脈寬調(diào)制器控制。

比較器A1將ZDl(結(jié)點(diǎn)A)的參考電壓和通過(guò)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(guò)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(dòng)電流裕量是很有必要的。

光電耦合器實(shí)物圖 光電耦合器的種類較多，常見(jiàn)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)。

基本原理

在光電耦合器輸入端加電信號(hào)使發(fā)光源發(fā)光，光的強(qiáng)度取決于激勵(lì)電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應(yīng)而產(chǎn)生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實(shí)現(xiàn)了電一光一電的轉(zhuǎn)換。

光電耦合器主要由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。 光的發(fā)射部分主要由發(fā)光器件構(gòu)成，發(fā)光器件一般都是發(fā)光二極管，發(fā)光二極管加上正向電壓時(shí)，能將電能轉(zhuǎn)化為光能而發(fā)光，發(fā)光二極管可以用直流、交流、脈沖等電源驅(qū)動(dòng)，但發(fā)光二極管在使用時(shí)必須加正向電壓。光的接收部分主要由光敏器件構(gòu)成，光敏器件一般都是光敏晶體管， 光敏晶體管是利用 PN 結(jié)在施加反向電壓時(shí)，在光線照射下反向電阻由大變小的原理來(lái)工作的。

光的信號(hào)放大部分主要由電子電路等構(gòu)成。發(fā)光器件的管腳為輸入端，而光敏器件的管腳為輸出端。工作時(shí)把電信號(hào)加到輸入端，使發(fā)光器件的芯體發(fā)光， 而光敏器件受光照后產(chǎn)生光電流并經(jīng)電子電路放大后輸出，實(shí)現(xiàn)電→光→電的轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)輸入和輸出電路的電器隔離。由于光電耦合器輸入與輸出電路間互相隔離，且電信號(hào)在傳輸時(shí)具有單向性等優(yōu)點(diǎn)， 因而光電耦合器具有良好的抗電磁波干擾能力和電絕緣能力。

基本工作特性

1、共模抑制比很高

在光電耦合器內(nèi)部，由于發(fā)光管和受光器之間的耦合電容很小(2pF以內(nèi))所以共模輸入電壓通過(guò)極間耦合電容對(duì)輸出電流的影響很小，因而共模抑制比很高。

2、輸出特性

光電耦合器的輸出特性是指在一定的發(fā)光電流IF下，光敏管所加偏置電壓VCE與輸出電流IC之間的關(guān)系，當(dāng)IF=0時(shí)，發(fā)光二極管不發(fā)光，此時(shí)的光敏晶體管集電極輸出電流稱為暗電流，一般很小。當(dāng)IF>0時(shí)，在一定的IF作用下，所對(duì)應(yīng)的IC基本上與VCE無(wú)關(guān)。IC與IF之間的變化成線性關(guān)系，用半導(dǎo)體管特性圖示儀測(cè)出的光電耦合器的輸出特性與普通晶體三極管輸出特性相似。其測(cè)試連線如圖2，圖中D、C、E三根線分別對(duì)應(yīng)B、C、E極，接在儀器插座上。

3、隔離特性

1.隔離電壓Vio(Isolation Voltage)

光耦合器輸入端和輸出端之間絕緣耐壓值。

2.隔離電容Cio(Isolation Capacitance)：

光耦合器件輸入端和輸出端之間的電容值

3.隔離電阻Rio：(Isolation Resistance)

半導(dǎo)體光耦合器輸入端和輸出端之間的絕緣電阻值。

4、傳輸特性：

1.電流傳輸比CTR(Current Transfer Radio)

輸出管的工作電壓為規(guī)定值時(shí)，輸出電流和發(fā)光二極管正向電流之比為電流傳輸比CTR。

2.上升時(shí)間Tr (Rise Time)& 下降時(shí)間Tf(Fall Time)

光電耦合器在規(guī)定工作條件下，發(fā)光二極管輸入規(guī)定電流IFP的脈沖波，輸出端管則輸出相應(yīng)的脈沖波，從輸出脈沖前沿幅度的10%到90%，所需時(shí)間為脈沖上升時(shí)間tr。從輸出脈沖后沿幅度的90%到10%，所需時(shí)間為脈沖下降時(shí)間tf。

其它參數(shù)諸如工作溫度、耗散功率等不再一一復(fù)述。

5、光電耦合器可作為線性耦合器使用。

在發(fā)光二極管上提供一個(gè)偏置電流，再把信號(hào)電壓通過(guò)電阻耦合到發(fā)光二極管上，這樣光電晶體管接收到的是在偏置電流上增、減變化的光信號(hào)，其輸出電流將隨輸入的信號(hào)電壓作線性變化。光電耦合器也可工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，傳輸脈沖信號(hào)。在傳輸脈沖信號(hào)時(shí)，輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間存在一定的延遲時(shí)間，不同結(jié)構(gòu)的光電耦合器輸入、輸出延遲時(shí)間相差很大。

在電路當(dāng)中的作用是能夠?qū)﹄娐分械墓怆娺M(jìn)行轉(zhuǎn)換，并對(duì)干擾進(jìn)行一定的隔離。器件在使用的過(guò)程中終究會(huì)出現(xiàn)損壞的情況，那么如何檢查光耦是否會(huì)損壞呢?

如果僅僅是一只光耦，那么檢測(cè)還是很容易的，最簡(jiǎn)單的方法：

1、可以在板帶電的情況下，測(cè)輸入驅(qū)動(dòng)波形和輸出驅(qū)動(dòng)波形;

2、如果僅有輸入沒(méi)有輸出，那光耦肯定有問(wèn)題;

3、如果輸入和輸出波形都有，那就說(shuō)明光耦沒(méi)問(wèn)題。

4、這時(shí)可以查電源和驅(qū)動(dòng)信號(hào)是否正常等等。

常用檢測(cè)方法

1.更換法;

2.電壓測(cè)試法，看電壓與正常值是否一樣;

3.電阻測(cè)試法，檢查各腳的對(duì)地阻值;

4.直觀法，用眼觀察光耦的外觀有無(wú)破損;

光耦的輸入端可以看做一個(gè)發(fā)光二極管來(lái)計(jì)算。限流20mA。輸入電壓減去二極管壓降再除以20mA就是R1的阻值。R2是個(gè)純粹的上拉電阻，只要和輸出端的設(shè)備匹配并不會(huì)使光耦輸出三極管電流過(guò)大即可，一般1K-100K都可以，具體選多少，要看另一段的設(shè)備需要多少電流。

另外需要考慮的問(wèn)題：

1、更換法是代換新的光耦型號(hào);

2、電壓測(cè)試一是看光耦的資料上各腳電壓是多少，還有就是與正常的IC對(duì)比;

3、電阻與電壓測(cè)試方法實(shí)際上是差不多的。

如果是工廠測(cè)試光耦的話那就可以做一個(gè)測(cè)試架專名測(cè)試光耦那就省事，就是做一個(gè)測(cè)試電路來(lái)測(cè)試光耦這是最好的測(cè)試的方法。原裝的產(chǎn)品不良率是不會(huì)超過(guò)300PPM的。

光耦好壞的檢測(cè)方法

兩大類光耦器件的測(cè)量與檢測(cè)方法

1.第一大類型的光電耦合器件即為6N137，輸入端的工作壓降約至1.5V左右，但是輸入、輸出最大電流只為mA級(jí)別，它只能起到對(duì)較高頻率信號(hào)的一種傳輸作用，然而電路本身是不具備電流驅(qū)動(dòng)能力，這樣我們就只能用于對(duì)MHz級(jí)信號(hào)進(jìn)行傳輸。此第一種類型光耦器件構(gòu)成的電路，它的傳輸?shù)男盘?hào)頻率相對(duì)高。

2.在線測(cè)量——1、操作時(shí)去需要減小或加大的去輸入腳外接電阻，測(cè)量輸出腳電壓有沒(méi)有出現(xiàn)相應(yīng)的變化;2、可以用短接或開(kāi)路2、3輸入腳，同時(shí)測(cè)量輸出6、5腳的電壓變化; 3、從+5V供電或者其它的供電串限流電阻引入到輸入腳，檢測(cè)輸出腳電壓有沒(méi)有出現(xiàn)相應(yīng)的變化。這樣來(lái)判斷器件是否正常。

3.第二大類型的光電耦合器，輸入端的工作壓減小到1.2V，輸入最大電流則為50mA，典型應(yīng)用值為須為10mA;輸出最大電流再1A上下，因此可以直接驅(qū)動(dòng)小型電耦繼電器，輸出飽合壓降小到0.4V以下。可用于幾十kHz較低頻率信號(hào)和直流信號(hào)的傳輸。對(duì)于輸入電壓/電流有極性要求。當(dāng)形成正向電流通路的時(shí)候，輸出側(cè)兩引腳呈現(xiàn)通路狀態(tài)，正向電流需要小于一定值或承受一定反向電壓時(shí)，輸出側(cè)兩引腳之間為開(kāi)路狀態(tài)。

光耦合的檢測(cè)方法

(1)檢測(cè)發(fā)射管當(dāng)向?qū)щ娦阅堋?/p>

用萬(wàn)用表而R×1k檔測(cè)量發(fā)射管的正向電阻，當(dāng)紅，黑表筆測(cè)正，反向電阻應(yīng)有明顯的差異，二者差值越大，說(shuō)明發(fā)射管單向?qū)щ娦栽胶?。若正，反向阻值無(wú)差別，說(shuō)明發(fā)射管已經(jīng)損壞

(2)檢測(cè)接收管是否正常

因?yàn)楣怦詈系慕邮辗绞讲槐M相同，所以測(cè)試時(shí)應(yīng)針對(duì)不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量和判斷。測(cè)量接收管時(shí)，應(yīng)按測(cè)試三極管的方法進(jìn)行測(cè)量。即用萬(wàn)用表R×1k擋或R×100擋分別測(cè)量接收管的集電極與發(fā)射極的正，反向電阻，均應(yīng)有單向?qū)ǖ奶匦?。另外，也要檢查一下集電極C和發(fā)射極之間的電阻值，以判斷穿透電流的大小。

(3)測(cè)量發(fā)射極與集電極之間的絕緣電阻。

用萬(wàn)用表的R×10k擋，依次測(cè)量輸入端的兩腳與輸出端各引腳的電阻值都是無(wú)窮大。發(fā)射管與接收管之間不應(yīng)有漏電阻存在。

雙萬(wàn)用表測(cè)量法

測(cè)電路如圖所示，表1和表2均設(shè)置于R×100擋。先不接一表，只將2表的黑表筆接5腳，紅表筆接4腳此時(shí)接收管處于在截止?fàn)顟B(tài)，表2電阻讀數(shù)無(wú)窮大。然后將表1接入，黑表筆接1腳，紅表筆接2腳。此時(shí)，表2的電阻值應(yīng)有幾百歐的電阻，表明接收管已經(jīng)導(dǎo)通。從表2指針擺動(dòng)幅度可判斷出被測(cè)光耦合器電流傳送比的大小。表2的指針偏轉(zhuǎn)的角度越大​​，說(shuō)明光耦合器的CTR值越高。如果表2指針根本不擺動(dòng)，說(shuō)明光耦合器已經(jīng)損壞。如是數(shù)字萬(wàn)用表可看讀數(shù)的變化。