光耦合器在各領(lǐng)域有哪些應(yīng)用？

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。

光耦的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，最常見(jiàn)的應(yīng)用就是在光通信和自動(dòng)控制系統(tǒng)中。在光通信領(lǐng)域，光耦能夠?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而在光纖通信系統(tǒng)中起到了至關(guān)重要的作用。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，光耦則能夠?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而控制電路中的各種元器件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

光耦在通信應(yīng)用

光耦在通信領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。在通信設(shè)備中，光耦可以用于信號(hào)隔離、光電轉(zhuǎn)換等功能。例如，在數(shù)字隔離器中，光耦可以隔離數(shù)字信號(hào)和傳輸媒介之間的電氣連接，防止信號(hào)噪聲的傳播。在光通信系統(tǒng)中，光耦可以將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大和再生。

光耦在計(jì)算機(jī)應(yīng)用

在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中，光耦通常用于隔離計(jì)算機(jī)和外部設(shè)備之間的電氣連接。例如，將光耦應(yīng)用于計(jì)算機(jī)串行端口上，可以隔離計(jì)算機(jī)和串行設(shè)備之間的電氣連接，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的隔離和保護(hù)。

光耦在醫(yī)療應(yīng)用

在醫(yī)療領(lǐng)域中，光耦通常被用于隔離醫(yī)療設(shè)備和患者之間的電氣連接。例如，在心臟起搏器中，光耦可以將信號(hào)隔離，從而防止電氣噪聲干擾。

光耦在工業(yè)控制應(yīng)用

在工業(yè)控制領(lǐng)域中，光耦可以用于信號(hào)隔離和控制回路中的電氣隔離。例如，在電力控制回路中，光耦可以將控制信號(hào)和高壓回路之間進(jìn)行隔離，從而防止高壓回路的電氣噪聲對(duì)控制信號(hào)的干擾。在電機(jī)控制回路中，光耦可以將控制信號(hào)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)回路之間進(jìn)行隔離，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的精確控制。

光耦驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器

采用光電耦合器作固體繼電器具有體積小、耦合密切、驅(qū)動(dòng)功率小、動(dòng)作速度快、工作溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。圖3所示是一個(gè)光電耦合器用作固體繼電器的實(shí)際電路圖，它的左半部分電路可用于將輸入的電信號(hào)Vi變成光電耦合器內(nèi)發(fā)光二極管發(fā)光的光信號(hào);而右半部分電路則通過(guò)光電耦合器內(nèi)的光敏三極管再將光信號(hào)還原成電信號(hào)，所以這是一種非常好的電光與光電聯(lián)合轉(zhuǎn)換器件。光電耦合器的電流傳輸比為20%，耐壓為150V，驅(qū)動(dòng)電流在8～20mA之間。在實(shí)際使用中，由于它沒(méi)有一般電磁繼電器常見(jiàn)的實(shí)際接點(diǎn)，因此不存在接觸不良和燃弧打火等現(xiàn)象，也不會(huì)因受外力或機(jī)械沖擊而引起誤動(dòng)作。所以，它的性能比較可靠，工作十分穩(wěn)定。

光耦組成開(kāi)關(guān)電路

當(dāng)輸入信號(hào)ui為低電平時(shí)，晶體管V1處于截止?fàn)顟B(tài)，光電耦合器B1中發(fā)光二極管的電流近似為零，輸出端Q11、Q12間的電阻很大，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)“斷開(kāi)”;當(dāng)ui為高電平時(shí)，v1導(dǎo)通，B1中發(fā)光二極管發(fā)光，Q11、Q12間的電阻變小，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)“接通”.該電路因Ui為低電平時(shí)，開(kāi)關(guān)不通，故為高電平導(dǎo)通狀態(tài).同理，因無(wú)信號(hào)(Ui為低電平)時(shí)，開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，故為低電平導(dǎo)通狀態(tài).