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光耦的作用及工作原理
1.
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,。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元
件,，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。所以,，它在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比,。在計算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時控制中作為信號隔離的接口器件,，
可以大大增加計算機(jī)工作的可靠性,。
光耦合器的主要優(yōu)點(diǎn)是：信號單向傳輸,，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離隔離，輸出信號對輸入端無影響,，抗干擾能力強(qiáng),，工作穩(wěn)定,，無觸點(diǎn),，使用壽命長，傳
輸效率高,。
光耦合器是70年代發(fā)展起來產(chǎn)新型器件,，現(xiàn)已廣泛用于電氣絕緣、電平轉(zhuǎn)換、級間耦合,、驅(qū)動電路,、開關(guān)電路、斬波器、多諧振蕩器、信號隔離,、級間隔離
,、脈沖放大電路,、數(shù)字儀表,、遠(yuǎn)距離信號傳輸,、脈沖放大、固態(tài)繼電器(SSR),、儀器儀表、通信設(shè)備及微機(jī)接口中,。在單片開關(guān)電源中,，利用線性光耦合器可構(gòu)
成光耦反饋電路，通過調(diào)節(jié)控制端電流來改變占空比,，達(dá)到精密穩(wěn)壓目的,。
學(xué)習(xí)筆記：光耦的主要作用就是隔離作用，如信號隔離或光電的隔離,。隔離能起到保護(hù)的作用,，如一邊是微處理器控制電路，另一邊是高電壓執(zhí)行端,，如市電啟動的
電機(jī),，電燈等等,，就可以用光耦隔離開。當(dāng)兩個不同的型號的光耦只有負(fù)載電流不同時,，可以用大的負(fù)載電流的光耦代替小負(fù)載電流的光耦,。
以六腳光耦TLP641J為例，說明其原理,。
  
一個光控晶閘管（photo-thyristor）耦合（couple to）一個砷化鎵（gallium
arsenide）紅外發(fā)光二極管（diode）組成,。左邊1和2腳是發(fā)光二極管,，當(dāng)外加電壓后,，驅(qū)動發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長的光,，以此
來觸發(fā)光控晶閘管,。光控晶閘管的特點(diǎn)是門極區(qū)集成了一個光電二極管，觸發(fā)信號源與主回路絕緣,，它的關(guān)鍵是觸發(fā)靈敏度要高,。光控晶閘管控制極的觸發(fā)電流由器
件中光生載流子提。光控晶閘管陽極和陰極間加正壓,，門極區(qū)若用一定波長的光照射,，則光控晶閘管由斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)。為提高光控晶閘管觸發(fā)靈敏度,，門極區(qū)常采用
放大門極結(jié)構(gòu)或雙重放大門極結(jié)構(gòu),。為滿足高的重加電壓上升率，常采用陰極發(fā)射極短路結(jié)構(gòu),。小功率光控晶閘管常應(yīng)用于電隔離,，為較大的晶閘管提供控制極觸
發(fā)；也可用于繼電器,、自動控制等方面,。大功率光控晶閘管主要用于高壓直流輸電。
當(dāng)1和2腳加上5V以上電源后,，就能使發(fā)光管發(fā)光,，驅(qū)動光控晶閘管進(jìn)入通態(tài)，此時,，5和4腳構(gòu)成一個電阻,，阻值大約為10K。當(dāng)1和2不加電壓時,，則4和
5可以看成一個無窮大的電阻,。
2.
pc817是常用的線性光藕，在各種要求比較精密的功能電路中常常被當(dāng)作耦合器件,，具有上下級電路完全隔離的作用,，相互不產(chǎn)生影響,。
<光耦pc817應(yīng)用電路圖>
當(dāng)輸入端加電信號時，發(fā)光器發(fā)出光線,，照射在受光器上,，受光器接受光線后導(dǎo)通，產(chǎn)生光電流從輸出端輸出,，從而實(shí)現(xiàn)了“電-光-電”的轉(zhuǎn)換,。
普通光電耦合器只能傳輸數(shù)字信號（開關(guān)信號），不適合傳輸模擬信號,。線性光電耦合器是一種新型的光電隔離器件,，能夠傳輸連續(xù)變化的模擬電壓或電流信號，這
樣隨著輸入信號的強(qiáng)弱變化會產(chǎn)生相應(yīng)的光信號,，從而使光敏晶體管的導(dǎo)通程度也不同,，輸出的電壓或電流也隨之不同。
PC817光電耦合器不但可以起到反饋?zhàn)饔眠€可以起到隔離作用,。
pc817 pdf中文資料下載：http://www./view.jsp?Searchword=pc817
3.應(yīng)用電路
光耦控制繼電器電路
 
IGBT驅(qū)動電路中光耦和變壓器隔離的具體作用是什么?
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首先我覺得主要作用有:
1,、將驅(qū)動電路的控制部分和主回路隔離,避免主回路中的強(qiáng)電干擾控制回路中的弱電信號.
2、通過隔離,人工在線調(diào)試的時候更加安全了.
3,、驅(qū)動電路的輸入輸出使用不同的地,利用隔離,可以避免之間的干擾.
這就是我所了解的隔離作用,希望有更多的網(wǎng)友能夠發(fā)表自己的看法:
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你已經(jīng)說得很全了,其實(shí)第二點(diǎn)是最重要的.因?yàn)樵趯?shí)際工作中,控制端子操作人員是要接觸的,必須隔離,這也是安規(guī)的要
求.
另外我要指出的是,現(xiàn)在其實(shí)有些廠家在中小功率模塊的驅(qū)動芯片選擇上,也可以選用不帶隔離的驅(qū)動芯片,例如IR,ST等.但是他們會在控制端子部
分加上額外的隔離措施,這也是可行的
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 4帖 zli團(tuán)長 14632006-09-24 22:24 |
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你還有一點(diǎn)沒說,就是在驅(qū)動半橋電路時,上管和下管不能共地,所以要隔
離,但有時也可以用所謂的bootstrap方式來實(shí)現(xiàn)同一橋臂的兩只IGBT的驅(qū)動.IR2110等都是采用這種方式.
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可以這樣說,但是這兩種
隔離的概念我覺得還是有區(qū)別的.
我說的隔離實(shí)際上說的是,即使你不加隔離,電路也能正常工作,加隔離是因?yàn)榘惨?guī)等原因;
你說的那個隔離只能說是電平移動,而且根據(jù)電路原理,你沒有選擇,必須那樣做
例如像你說的ir的產(chǎn)品,使用它以后,你還要在電路中加格外的隔離,可以在ir驅(qū)動ic之前,也可以在主控板上;
但是如果你用的是光耦驅(qū)動,那直接就可以,不需要再做格外的措施.
真正意義上的隔離電壓是很高的
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6帖 zli團(tuán)長 14632006-09-25 15:06
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請問你所說的光耦隔離的隔離電壓最高能達(dá)到多高?現(xiàn)在高壓隔離場合多采用什么隔離方式?光還是磁?
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標(biāo)準(zhǔn)光耦的Viorm為630v,滿足IEC/EN/DIN相關(guān)標(biāo)準(zhǔn);
Vrms為3750v 1分鐘,滿足UL標(biāo)準(zhǔn);
寬體的光耦相關(guān)數(shù)據(jù)更高,分別為1414v,5000Vrms 1分鐘.
現(xiàn)在在高壓上光耦隔離,磁隔離都有在用,不過光耦一般是用寬體的光耦.另外在驅(qū)動這方面主要還是用磁的,因?yàn)楣怦钜环矫孑敵鲭娏饔邢?另一方面隔
離電壓和磁隔離還是有差距的,而且它有一個隨時間不斷惡化的過程
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8帖 zli團(tuán)長 14632006-09-26 14:23
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想問一下你所說的寬體光
耦比一般的光耦是不是要貴很多呢?在與磁隔離相比較來說成本上可能是比較大的問題.但我看很多高壓場合有的采用光纖的方式來隔離,比如高壓變頻器.它可提
高隔離電壓.光耦在低壓小功率場合還是采用廣泛,這可能是與它體積小,應(yīng)用起來比較方便有關(guān).
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agilent的光歐寬體是HCNW開頭,價格我不清楚.在高壓變頻器上,光纖只是用來傳輸驅(qū)動信號的,并不是用來驅(qū)動
功率模塊的.光纖過來的信號還是要經(jīng)過功率放大,通過光藕或者變壓器來驅(qū)動模塊.使用光纖,我的理解是主要為了抗干擾,不知道對不對?
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agilent的光歐寬體是HCNW開頭,價格我不清楚.在高壓變頻器上,光纖只是用來傳輸驅(qū)動信號的,并不是用來驅(qū)動
功率模塊的.光纖過來的信號還是要經(jīng)過功率放大,通過光藕或者變壓器來驅(qū)動模塊.使用光纖,我的理解是主要為了抗干擾,不知道對不對?
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agilent的寬體光歐是HCNW開頭,價格我不知道,應(yīng)該不會很貴.
高壓變頻器上光纖主要是用來傳輸控制信號,包括驅(qū)動信號的,我覺得他這樣用的目的主要是為了抗干擾.后級還是要加上功率放大單元
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13帖 zli團(tuán)長 1463九2006-09-26 23:00
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抗干擾是一方面,可能隔離也是一方面,光纖可以承受更高的隔離電
壓.CONCEPT有一種光纖隔離的驅(qū)動器產(chǎn)品,就是直接從光纖出來后的信號進(jìn)行放大驅(qū)動IGBT的.http://www.igbt-
driver.com/english/news/scale_hvi.shtml
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嗯,也對
不過使用光纖產(chǎn)品需要光纖收發(fā)器的吧?
不知道價格如何?
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需要AGILENT的光藕的話,請和我聯(lián)
系:0755-25155089
楊先生
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Q:391889495
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17帖 wqfu工兵 26七2007-09-08 17:43
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光耦的作用主要是防止后
面的直流高電壓反饋到控制回路中燒毀控制回路.隔離變壓器的作用:1,、起到隔離作用2、起濾波的作用;3,、起變壓的作用
聯(lián)系方式:[email protected]
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請問在IGBT驅(qū)動電
路中用什么型號光耦合適呢?
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問題2:如樓主所言,去掉并接電阻和
二極管,電路也可以運(yùn)行,但這是有條件的正常運(yùn)行.在供電電源正負(fù)極連接正常,和輸入低頻率開關(guān)信號的前提下,電路可以正常工作.
反向并接1N4148的意義,在于保護(hù)光耦不承受反向電壓的危害.異常情況下,外部控制電源反接時,經(jīng)4148形成通路,將反向電壓嵌位于0.6V左
右.4148在這里起到輸入電壓嵌位\消減反向電壓的保護(hù)作用.反向電壓輸入值達(dá)一定幅度后,超過光耦輸入側(cè)發(fā)光二極管的安全工作區(qū),有可能導(dǎo)致光耦的損
壞.4148是為了應(yīng)對這一異常情況而設(shè)的.正常工作時,4148是"閑著不干活的".
并接1.8k電阻的作用:半導(dǎo)體器件的PN結(jié),總有結(jié)電容的存在,具有對電荷存儲的作用,這使得器件的工作頻率變低,響應(yīng)變慢.并接電阻,提供結(jié)電容的電
荷泄放通路,可以提高響應(yīng)速度,在輸入高速開關(guān)量信號時,才可以看出此電阻的作用,能顯著提高器件的反應(yīng)速度.并接電阻應(yīng)該還有另一個作用,即是將輸入電
路由"高阻態(tài)"變?yōu)?低阻態(tài)",消解異常噪波,提高抗干擾能力.
問題1:將兩個電阻換為一個電阻,應(yīng)該也沒有問題,好多成品電路也都是只用一個電阻的.為何要多費(fèi)勁,用兩只電阻呢?可能設(shè)計者是出于這種考慮的.如控制
引線連接過長,有了電感效應(yīng),會有電壓尖刺輸入,兩只電阻為電感補(bǔ)償電阻,使回路盡量呈現(xiàn)阻性而不是呈現(xiàn)感性.另外,此兩只電阻是否也有消解共模信號的作
用呢?或者本來設(shè)計者愿意將一只電阻分成兩只來用,別人也管不著,倒是我們自己想復(fù)雜了!
我不是高人,分析得對不對,權(quán)作拋磚引玉,希望得到方家的指正!
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| 2010/4/25 9:43:25 |
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兩
只1.5k歐姆電阻起分壓作用,，降低一只電阻時加在電阻兩端的電壓升高，對電阻的功率要求升高,。
二極管的作用不再詳說了,，無非就是起極性保護(hù)作用，防止反向擊穿兩只發(fā)光二極管,。
并聯(lián)的1.8k歐姆的電阻起分流作用,，其與兩只1.5k歐姆電阻串聯(lián)后分壓提供電流給兩只發(fā)光二極管供電，其中兩只1.5k歐姆的電阻也同時起限流作用,。
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