光耦繼電器是用光耦來控制開關(guān)狀態(tài)的固定繼電器。并且光耦繼電器廣泛用于電平轉(zhuǎn)換、信號隔離、級間隔離、開關(guān)電路、遠距離信號傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器(SSR)、儀器儀表、通信設(shè)備及微機接口中。
光耦繼電器的主要優(yōu)點是單向傳輸信號,輸入端與輸出端完全實現(xiàn)了電氣隔離,抗干擾能力強,使用壽命長,傳輸效率高。
由于光電耦合器的輸入阻抗與一般干擾源的阻抗相比較小,因此分壓在光電耦合器的輸入端的干擾電壓較小,它所能提供的電流并不大,不易使半導(dǎo)體二極管發(fā)光,由于光電耦合器的外殼是密封的,它不受外部光的影響,光電耦合器的隔離電阻很大(約1012Ω)、隔離電容很小(約幾個pF)所以能阻止電路性耦合產(chǎn)生的電磁干擾。
線性方式工作的光電耦合器是在光電耦合器的輸入端加控制電壓,在輸出端會成比例地產(chǎn)生一個用于進一步控制下一級的電路的電壓。線性光電耦合器由發(fā)光二極管和光敏三極管組成,當發(fā)光二極管接通而發(fā)光,光敏三極管導(dǎo)通,光電耦合器是電流驅(qū)動型,需要足夠大的電流才能使發(fā)光二極管導(dǎo)通,如果輸入信號太小,發(fā)光二極管不會導(dǎo)通,其輸出信號將失真。
在開關(guān)電源,尤其是數(shù)字開關(guān)電源中。
采用一只光敏三極管的光耦合器,CTR的范圍大多為20%~300%(如4N35),而PC817則為80%~160%,達林頓型光耦合器(如4N30)可達100%~5000%。這表明欲獲得同樣的輸出電流,后者只需較小的輸入電流。
因此,CTR參數(shù)與晶體管的hFE有某種相似之處。線性光耦合器與普通光耦合器典型的CTR-IF特性曲線。
普通光耦合器的CTR-IF特性曲線呈非線性,在IF較小時的非線性失真尤為嚴重,因此它不適合傳輸模擬信號。
線性光耦合器的CTR-IF特性曲線具有良好的線性度,特別是在傳輸小信號時,其交流電流傳輸比(ΔCTR=ΔIC/ΔIF)很接近于直流電流傳輸比CTR值。因此,它適合傳輸模擬電壓或電流信號,能使輸出與輸入之間呈線性關(guān)系。這是其重要特性。
光耦繼電器的技術(shù)參數(shù)主要有發(fā)光二極管正向壓降VF、正向電流IF、電流傳輸比CTR、輸入級與輸出級之間的絕緣電阻、集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓V(BR)CEO、集電極-發(fā)射極飽和壓降VCE(sat)。
在傳輸數(shù)字信號時還需考慮上升時間、下降時間、延遲時間和存儲時間等參數(shù)。
電流傳輸比是光耦合器的重要參數(shù),通常用直流電流傳輸比來表示。當輸出電壓保持恒定時,它等于直流輸出電流IC與直流輸入電流IF的百分比。