Das Arbeitsprinzip eines optischen Kopplers

1) Das Funktionsprinzip des Optokopplers besteht darin, dass der Optokoppler aufgrund des photoelektrischen Effekts optischen Strom erzeugt, der durch die Ausgabe von Photonen induziert wird und die Umwandlung von elektrischem Licht in Elektrizität bewirkt.

2)Optischer Koppler (Koppler, OC) ist auch als photoelektrischer Sensor oder kurz als Photokoppler bekannt. Der Fotokoppler überträgt elektrische Signale mit Hilfe von Licht als Medium. Er hat eine gute Isolierwirkung auf elektrische Eingangs- und Ausgangssignale und wird daher in vielen Schaltungen eingesetzt. Gegenwärtig ist er eines der am häufigsten verwendeten optischen Geräte. Optische Koppler bestehen im Allgemeinen aus drei Teilen: der Aussendung von Licht, dem Empfang von Licht und der Signalverstärkung.

Das elektrische Eingangssignal treibt die Leuchtdiode (LED) an, so dass sie eine bestimmte Wellenlänge des Lichts aussendet, die vom optischen Detektor empfangen wird, um einen optischen Strom zu erzeugen, der dann weiter verstärkt und dann ausgegeben wird. Damit ist die elektro-optisch-elektrische Umwandlung abgeschlossen, so dass die Rolle des Eingangs, des Ausgangs und der Isolierung erfüllt ist. Da die Eingänge und Ausgänge der Optokoppler voneinander isoliert sind, erfolgt die Übertragung elektrischer Signale in einer Richtung, so dass eine gute elektrische Isolierung und Störfestigkeit gegeben ist. Mit zunehmender Betriebsdauer des Optokopplers und abnehmendem Übertragungsverhältnis ist es notwendig, Q2 eine ausreichende Treiberstromspanne zur Verfügung zu stellen, um einen Ausfall der Steuerung zu verhindern. Es gibt viele Arten von Fotokopplern, in der Regel Fotodioden, fotoelektrische tripolare Typen, Fotolacktypen, fotoelektrische Kristalle, fotoelektrische Gehäuse bis hin zu Waldtypen, integrierte Schaltkreise und so weiter.

3) Betriebscharakteristik

1, Gleichtakt: Unterdrückungsverhältnis ist sehr hoch Im Inneren des Fotokopplers, weil der Kopplungskondensator zwischen der lichtemittierenden Röhre und dem Photon sehr klein ist (innerhalb von 2pF), hat die Gleichtakt-Eingangsspannung durch den interpolaren Kopplungskondensator wenig Einfluss auf den Ausgangsstrom, so dass das Gleichtakt-Unterdrückungsverhältnis sehr hoch ist.

2, die Ausgangseigenschaften des photoelektrischen Koppler Ausgangseigenschaften bezieht sich auf eine bestimmte Menge an Licht emittierenden Strom IF, die Beziehung zwischen der Polarisationsspannung VCE durch die lichtempfindliche Röhre und der Ausgangsstrom IC, wenn IF-0, die lichtemittierende Diode nicht emittieren Licht, zu diesem Zeitpunkt die lichtempfindlichen Transistor Kollektor-Elektrode Ausgangsstrom wird als dunkle Strom, in der Regel sehr klein. Wenn wenn > 0, unter bestimmten IF Aktion, die entsprechende IC ist im Grunde unabhängig von VCE. Die Änderung zwischen IC und IF ist linear, und die Ausgangscharakteristiken von photoelektrischen Kopplern, die durch das Halbleiterröhren-Charakteristikdiagramm gemessen werden, sind ähnlich wie die Ausgangscharakteristiken von gewöhnlichen Transistoren. Der Prüfdraht ist in Abbildung 2 dargestellt, wobei die D, C und E Drähte jeweils den Polen B, C und E entsprechen, die mit der Gerätebuchse verbunden sind.

3, Isolationseigenschaften

a. In und aus der isolierten Spannung Vio (Isolation Voltage) Fotokoppler Eingang und Ausgang zwischen dem isolierten Druckwiderstand Wert.

b. Isolierter Kondensator Cio (Isolation Capacitance): Kondensatorwert zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Optokopplereinrichtung

c. Der Isolationswiderstand zwischen Eingang und Ausgang Rio: Der Isolationswiderstandswert zwischen dem Eingang und dem Ausgang des optischen Halbleiterkopplers.

4) Übertragungseigenschaften:

1. Wenn das Stromübertragungsverhältnis auf die Betriebsspannung der Ausgangsröhre des Stromkopplers CTR (Current Transfer Radio) abgestimmt ist, ist das Verhältnis des Ausgangsstroms zum positiven Strom der Leuchtdiode das Verhältnis der Stromübertragung zum CTR.

2. Anstiegszeit Tr und Abfallzeit Tf

Unter bestimmten Betriebsbedingungen gibt der Leuchtdiodeneingang die Impulswelle des Stroms IFP vor, während die Ausgangsröhre die entsprechende Impulswelle ausgibt, von 10% bis 90% der Vorwärtsamplitude des Ausgangsimpulses, was Zeit für die Impulsanstiegszeit tr benötigt. Von 90% bis 10% der Amplitude der Flanke nach dem Ausgangsimpuls ist die Zeit tf erforderlich, damit der Impuls abfällt. Andere Parameter wie Betriebstemperatur, Verlustleistung usw. werden nicht mehr beschrieben.

3. Der Fotokoppler kann als Linearkoppler verwendet werden. An die Leuchtdiode wird ein Vorstrom angelegt, und die Signalspannung wird über einen Widerstand an die Leuchtdiode gekoppelt, so dass der Fototransistor ein Lichtsignal empfängt, das mit dem Vorstrom zu- oder abnimmt, und der Ausgangsstrom sich linear mit der Eingangssignalspannung ändert. Optische Kopplungen können auch im Schaltzustand arbeiten und gepulste Signale übertragen. Bei der Übertragung von Impulssignalen gibt es eine gewisse Verzögerungszeit zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal, und die Eingangs- und Ausgangsverzögerungszeiten von Fotokopplern variieren stark von Struktur zu Struktur.