光電耦合器是以光為媒介,用來傳輸電信號的器件。通常是把發(fā)光器與受光器(光電半導(dǎo)體管)封裝在同一管殼內(nèi)。當(dāng)輸入端加電信號時發(fā)光器發(fā)出光線,受光器接受光照之后就產(chǎn)生光電流,從輸出端引出,從而實(shí)現(xiàn)了電—光—電的轉(zhuǎn)換。
由于光電耦合器具有抗干擾能力強(qiáng)、使用壽命長、傳輸效率高等特點(diǎn),廣泛用于電氣隔離、電平轉(zhuǎn)換、級間耦合、開關(guān)電路、脈沖放大、固態(tài)繼電器、儀器儀表和微型計算機(jī)接口電路中。
結(jié)構(gòu)及其工作過程
光電耦合器是由一只發(fā)光二極管和一只受光控制的光敏晶體管(常見為光敏三極管)組成的,常見的光電耦合器外形有管式、雙列直插式等,與集成電路相似,應(yīng)用較多的是雙列直插式。
光電耦合器的工作過程如下:光敏三極管的導(dǎo)通與截止,是由發(fā)光二極管所加正向電壓控制的。當(dāng)發(fā)光二極管加上正向電壓時,發(fā)光二極管因有電流通過而發(fā)光,使光敏三極管內(nèi)阻減少而導(dǎo)通;反之,當(dāng)發(fā)光二極管不加正向電壓或所加正向電壓很小時,發(fā)光二極管中無電流通過或通過電流很小,發(fā)光強(qiáng)度減弱,光敏三極管的內(nèi)阻增大而截止。
光電耦合器的種類很多,主要有通用型(又分有基極引線、無基極引線兩種)、達(dá)林頓型、施密特型、高速型、光纖型、光敏晶閘管型(又分單向晶閘管、雙向晶閘管)、光敏場效應(yīng)管型等。
性能檢測
(1)靜態(tài)檢測
由于光電耦合器中的發(fā)射管與接收管是互相獨(dú)立的,因此可用萬用表單獨(dú)檢測這兩部分的好壞。檢測可分三步進(jìn)行。
第一步:利用 R × 100(或 R × 1k)擋測量光發(fā)射二極管的正、反向電阻,檢測其單向?qū)щ娦?。發(fā)光二極管具有一般二極管的單向?qū)щ姷奶匦?,即正向電阻小,反向電阻大。通常正向電阻為幾百歐,反向電阻為幾千歐或幾十千歐。如果檢測結(jié)果正、反向電阻非常接近,表明發(fā)光二極管性能欠佳或已損壞。檢測時,要注意只能使用萬用表的 R × 10、R × 100 或 R × 1k 擋,不能使用 R × 10k 擋,因為發(fā)光二極管工作電壓一般在 1.5~2.3V,萬用表 R × 10k 擋電池電壓為 9~15V,會導(dǎo)致發(fā)光二極管擊穿。
第二步:檢測光接收管的集電結(jié)與發(fā)射結(jié)的正、反向電阻。將萬用表量程開關(guān)撥在 10 × 1k 擋,黑表筆接 c 極,紅表筆接 e 極,指針應(yīng)微動;對調(diào)兩表筆再測,指針應(yīng)不動。也就是說,無論正、反向測量其阻值均應(yīng)為無窮大,否則光敏三極管損壞。
第三步:用R × 10k 擋檢測光發(fā)射管與光接收管之間的絕緣電阻。用萬用表的R × 10k 擋檢測其初、次級之間的絕緣電阻值,應(yīng)測量兩次(即兩表筆對調(diào)一次)。光電隔離器初、次級絕緣電阻應(yīng)為∞。上述發(fā)光二極管或光敏三極管只要有一個損壞,或者它們之間絕緣不良,則該只光電耦合器不能正常使用。
(2)性能測量
光電耦合器的發(fā)光二極管兩輸入端接入兩節(jié) 1.5V 的電池,二極管正端接電池正極,負(fù)端接電池負(fù)極,R 為限流電阻。用萬用表R × 1 擋測光敏三極管正向電阻值,應(yīng)為10~30Ω ,反向電阻值為∞,說明光電耦合器性能良好。若所測數(shù)值遠(yuǎn)離上述值,則表明耦合器性能欠佳或損壞。
運(yùn)用上述方法檢測不同型號的光電耦合器時因其引腳不同,發(fā)光二極管工作電壓的接法也應(yīng)有所不同。所以在檢測時,應(yīng)先根據(jù)其內(nèi)部電路找出其輸入與輸出端的引腳,然后根據(jù)其發(fā)光二極管工作電壓并串入相應(yīng)的限流電阻R后,再測光敏三極管c、e極之間的正、反向電阻。