光耦合器的工作原理是什么？在電路中主要起什么作用？

光電耦合器(optical coupler，英文縮寫為OC)亦稱光電隔離器，簡稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，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、光的接收和信號放大。輸入的電信號驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管(LED)，使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進(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。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。

光電耦合器原理是在光電耦合器輸入端加電信號使發(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-光-電的轉(zhuǎn)換。具體來講，光電耦合器原理就是輸入的電信號驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管(LED)，使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進(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(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制中作為信號隔離的接口器件，可以大大增加計(jì)算機(jī)工作的可靠性。

輸入和輸出端之間絕緣，其絕緣電阻一般都大于10000MΩ，耐壓一般可超過1kV，有的甚至可以達(dá)到10kV以上;

由于光接收器只能接受光源的信息，反之不能，所以信號從光源單向傳輸?shù)焦饨邮掌鲿r(shí)不會出現(xiàn)反饋現(xiàn)象，其輸出信號也不會影響輸入端;

由于發(fā)光器件(砷化鎵紅外二極管)是阻抗電流驅(qū)動(dòng)性器件，而噪音是一種高內(nèi)阻微電流電壓信號。因此光電耦合器件的共模抑制比很大，所以，光電耦合器件可以很好地抑制干擾并消除噪音。

光耦合器的作用

1、保護(hù)高敏感電路免受高壓電路

如果你需要使用帶有微控制器的命令來驅(qū)動(dòng)高壓電機(jī)，那么光耦合器將為開關(guān)系統(tǒng)提供電機(jī)和微控制器輸出之間的完全電氣隔離連接。

2、防止高壓尖峰

光耦合器還用作具有比保險(xiǎn)絲更先進(jìn)的功能的保險(xiǎn)絲。在電路中，光耦合器用于使用數(shù)字信號或使用非常低的電壓來切換系統(tǒng)，但如果出現(xiàn)電壓尖峰或出現(xiàn)浪涌電流，則整個(gè)輸出電路將不受影響，因?yàn)楣怦詈掀鲀H損壞并停止將當(dāng)前傳遞到下一部分。

3、使用光耦合器檢測交流電源的過零

由于響應(yīng)時(shí)間非?？?納秒級)，光耦合器的開關(guān)非?？欤粡V泛用于通過整流器檢測交流電源的過零，并且通過使用這個(gè)數(shù)字信號可以找到我們需要的波形變化。

4、用于消除信號中的電噪聲

直流電路中使用的光耦合器很少，交流相關(guān)操作中使用的光耦合器也很少。由于光耦不允許兩側(cè)直接電連接，所以光耦的主要應(yīng)用是隔離兩個(gè)電路。

從切換其他應(yīng)用程序，就像可以使用晶體管來切換應(yīng)用程序一樣，可以使用光耦合器。它可用于各種與微控制器相關(guān)的操作，其中需要來自高壓電路的數(shù)字脈沖或模擬信息，光耦合器可用于在這兩者之間實(shí)現(xiàn)出色的隔離。