光电耦合器的检测方法

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1、光电耦合器的检测方法光电耦合器 2008-09-09 22:08 阅读 601 评论 0字号： 大 中 小 光电耦合器又称光耦合器或光耦，它属于较新型的电子产品，现在它 广泛应用于计算 机、音视频各种控制电路中。由于光耦内部的发光二极管和光敏三极管只是把电路前后 级的电压或电流变化，转化为光的变化，二者之间没有电气连接，因此能有效隔断电路间的 电位联系，实现电路之间的可靠隔离。一、光电耦合器的检测 判断光耦的好坏，可在路测量其内部二极管和三极管的正反向电阻来确定。更可 靠的检测方法是以下三种。1. 比较法拆下怀疑有问题的光耦，用万用表测量其内部二极管、三极管的正反向电阻值，用 其与好的光耦对应

2、脚的测量值进行比较，若阻值相差较大，则说明光耦已损坏。2. 数字万用表检测法下面以PC1 11光耦检测为例来说明数字万用表检测的方法，检测电路如图1所 示。检测时将光耦内接二极管的+ 端1脚和一端2脚分别插入数字万用表的Hfe的c、e 插孔内，此时数字万用表应置于NPN挡；然后将光耦内接光电三极管c极5脚接指针式 万用表的黑表笔，。极4脚接红表笔，并将指针式万用表拨在Rxlk挡。这样就能通过指 针式万用表指针的偏转角度实际上是光电流的变化，来判断光耦的情况。指针向右偏转 角度越大，说明光耦的光电转换效率越高，即传输比越高，反之越低；若表针不动，则说明 光耦已损坏。3. 光电效应判断法仍以PC1

3、 11光耦合器的检测为例，检测电路如图2所示。将万用表置于R x1 k电阻挡，两表笔分别接在光耦的输出端4、5脚；然后用一节1 .5V的电池与一只5 010 0Q的电阻串接后，电池的正极端接PC111的1脚，负极端碰接2脚，或者 正极端碰接1脚，负极端接2脚，这时观察接在输出端万用表的指针偏转情况。如果指针 摆动，说明光耦是好的，如果不摆动，则说明光耦已损坏。万用表指针摆动偏转角度越大， 表明光电转换灵敏度越高。光电耦合器工作原理2009-10-27 10:10 光电耦合器件简介 光电偶合器件（简称光耦）是把发光器件（如发光二极体）和光敏器件（如光敏 三极管）组装在一起，通过光线实现耦合构成电

4、光和光电的转换器件。光电 耦合器分为很多种类，图 1 所示为常用的三极管型光电耦合器原理图。当电信号送入光电耦合器的输入端时，发光二极体通过电流而发光，光敏元件受 到光照后产生电流，CE导通；当输入端无信号，发光二极体不亮，光敏三极管 截止，CE不通。对于数位量，当输入为低电平“0”时，光敏三极管截止，输出 为高电平“1”；当输入为高电平“1”时，光敏三极管饱和导通，输出为低电平“ 0”。若基极有引出线则可满足温度补偿、检测调制要求。这种光耦合器性能较好，价格便宜，因而应用广泛。光敏三极管图一 最常用的光电耦合器之内部结构图 三极管接收型 4JINC图二 光电耦合器之内部结构图 三极管接收型6

5、 脚封装图三 光电耦合器之内部结构图 双发光二极管输入 三极管接收 型 4 脚封装图四 光电耦合器之内部结构图 可控硅接收型 6 脚封装图五 光电耦合器之内部结构图 双二极管接收型 6 脚封装光电耦合器之所以在传输信号的同时能有效地抑制尖脉冲和各种杂讯干扰，使通道上的信号杂讯比大为提高，主要有以下几方面的原因：（1）光电耦合器的输入阻抗很小，只有几百欧姆，而干扰源的阻抗较大，通常 为105106Q。据分压原理可知，即使干扰电压的幅度较大，但馈送到光电耦 合器输入端的杂讯电压会很小，只能形成很微弱的电流，由于没有足够的能量而 不能使二极体发光，从而被抑制掉了。（2）光电耦合器的输入回路与输出回路

6、之间没有电气联系，也没有共地；之间 的分布电容极小，而绝缘电阻又很大，因此回路一边的各种干扰杂讯都很难通过 光电耦合器馈送到另一边去，避免了共阻抗耦合的干扰信号的产生。（3）光电耦合器可起到很好的安全保障作用，即使当外部设备出现故障，甚至 输入信号线短接时，也不会损坏仪表。因为光耦合器件的输入回路和输出回路之 间可以承受几千伏的高压。（4）光电耦合器的回应速度极快，其回应延迟时间只有10p s左右，适于对回 应速度要求很高的场合。光电隔离技术的应用微机介面电路中的光电隔离 微机有多个输入埠，接收来自远处现场设备传来的状态信号，微机对这些信号处 理后，输出各种控制信号去执行相应的操作。在现场环境

7、较恶劣时，会存在较大 的杂讯干扰，若这些干扰随输入信号一起进入微机系统，会使控制准确性降低， 产生误动作。因而，可在微机的输入和输出端，用光耦作介面，对信号及杂讯进 行隔离。典型的光电耦合电路如图6所示。该电路主要应用在“ A/D转换器” 的数位信号输出，及由 CPU 发出的对前向通道的控制信号与类比电路的介面处， 从而实现在不同系统间信号通路相联的同时，在电气通路上相互隔离，并在此基 础上实现将类比电路和数位电路相互隔离，起到抑制交叉串扰的作用。图六 光电耦合器接线原理 对于线性类比电路通道，要求光电耦合器必须具有能够进行线性变换和传输的特 性，或选择对管，采用互补电路以提高线性度，或用V/

8、F变换后再用数位光耦 进行隔离。功率驱动电路中的光电隔离在微机控制系统中，大量应用的是开关量的控制，这些开关量一般经过微机的I/ O 输出，而 I/ O 的驱动能力有限，一般不足以驱动一些点磁执行器件，需加 接驱动介面电路，为避免微机受到干扰，须采取隔离措施。如可控硅所在的主电 路一般是交流强电回路，电压较高，电流较大，不易与微机直接相连，可应用光 耦合器将微机控制信号与可控硅触发电路进行隔离。电路实例如图 7 所示。图七 双向可控硅（晶闸管）在马达控制电路中，也可采用光耦来把控制电路和马达高压电路隔离开。马达靠 MOSFET或IGBT功率管提供驱动电流，功率管的开关控制信号和大功率管之间需

9、隔离放大级。在光耦隔离级放大器级大功率管的连接形式中，要求光耦具有 高输出电压、高速和高共模抑制。远距离的隔离传送在电脑应用系统中，由于测控系统与被测和被控设备之间不可避免地要进行长线 传输，信号在传输过程中很易受到干扰，导致传输信号发生畸变或失真；另外， 在通过较长电缆连接的相距较远的设备之间，常因设备间的地线电位差，导致地 环路电流，对电路形成差模干扰电压。为确保长线传输的可靠性，可采用光电耦 合隔离措施，将 2 个电路的电气连接隔开，切断可能形成的环路，使他们相互独立，提高电路系统的抗干扰性能。若传输线较长，现场干扰严重，可通过两级光 电耦合器将长线完全“浮置”起来，如图 8 所示。图八

10、 传输长线的光耦浮置处理长线的“浮置”去掉了长线两端间的公共地线，不但有效消除了各电路的电流经 公共地线时所产生杂讯电压形成相互窜扰，而且也有效地解决了长线驱动和阻抗 匹配问题；同时，受控设备短路时，还能保护系统不受损害。过零检测电路中的光电隔离零交叉，即过零检测，指交流电压过零点被自动检测进而产生驱动信号，使电子 开关在此时刻开始开通。现代的零交叉技术已与光电耦合技术相结合。图 9 为一 种单片机数控交流调压器中可使用的过零检测电路。220V 交流电压经电阻 R1 限流后直接加到 2 个反向并联的光电耦合器 GD1，GD2 的输入端。在交流电源的正负半周，GDI和GD2分别导通，U0输出低电平，在交 流电源正弦波过零的瞬间， GD1 和 GD2 均不导通， U0 输出高电平。该脉冲信号经 反闸整形后作为单片机的中断请求信号和可控矽的过零同步信号。注意事项（1）在光电耦合器的输入部分和输出部分必须分别采用独立的电源，若两端共用一个电源，则光电耦合器的隔离作用将失去意义。（2）当用光电耦合器来隔离输入输出通道时，必须对所有的信号（包括数位量 信号、控制量信号、状态信号）全部隔离，使得被隔离的两边没有任何电气上的 联系，否则这种隔离是没有意义的。