4N25光耦應(yīng)用

1、3.19光耦合器件的應(yīng)用.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉光耦合器件及其種類，基本掌握常用光耦合器件的使用。2. 會(huì)設(shè)計(jì)調(diào)試光耦合器件的常用電路類型。實(shí)驗(yàn)原理1. 器件簡(jiǎn)介光電耦合器是一種電信號(hào)的耦合器件，它一般是將發(fā)光二極管和光敏二極管的光路耦合在一起，輸入和輸出之間可以不共地，輸入信號(hào)加于發(fā)光二極管上，輸出信號(hào)由光敏二極管取出。光耦合器傳輸?shù)男盘?hào)可以為數(shù)字信號(hào)，也可以為模擬信號(hào)，只是對(duì)器件要求不同，故選擇時(shí)應(yīng)針對(duì)輸入信號(hào)選擇相應(yīng)的光電耦合器。模擬信號(hào)所用光耦常稱為線性光耦，光電耦合器在傳輸信號(hào)的原理上與隔離變壓器相同，但它體積小，傳輸信號(hào)的頻率高，使用方便，光電耦合器一般采用DIP封裝。光電耦合器常用在

2、接口電路中， 作為兩種供電電路間的信號(hào)轉(zhuǎn)換， 常見(jiàn)光電耦 合器如GO 100系列、GO 200系列和GO 300系列，其內(nèi)部電路如圖 3-19-1、 圖3-19-2、圖3-19-3，三極管輸出系列 4N25/26/27，內(nèi)部電路如圖 3-19-4。其典型 應(yīng)用如圖3-19-5、圖3-19-6所示。圖3-19-1 G0-100 系列圖3-19-3 G0-300 系列圖3-19-2 G0-200 系列圖 3-19-4 4N25/26/27圖3-19-5線形應(yīng)用+5V+ 12V由圖3-19-5可看出，信號(hào)經(jīng)運(yùn)放放大后，驅(qū)動(dòng)二極管，光電耦合器作其負(fù)載， 經(jīng)光電耦合器后，信號(hào)到達(dá)了輸出端，且供電電壓由另

3、一組電源供電實(shí)現(xiàn)了輸入和 輸出間的電氣隔離。圖3-19-6所示電路，是典型的繼電器驅(qū)動(dòng)電路。為了實(shí)驗(yàn)的方便，這里選擇的是小電流驅(qū)動(dòng)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可實(shí)現(xiàn)大電流驅(qū)動(dòng)，比如控制總電源的切斷與接通。2. 設(shè)計(jì)舉例以圖3-19-6為例。先看Ti管。輸入信號(hào)為開(kāi)關(guān)信號(hào)，當(dāng)高電平時(shí)， Ui=3.5V, 此時(shí)基極電流限制在1mA左右，故有Ui -Ube =imA，所以，有：Rb1Rb1U i - U be1 b13-19-13.5 -0.71= 2.8K1mA左右，壓降為 1.3V左RcVcc1 -UfIc13-19-2三極管飽和，Vces三0,又光耦正向電流一般工作在V - U右，若取Ic1=4mA，則，可

4、得:式中Uf可在1.31.5V之間取值。一般電流大，壓降大，反之，亦然。這里取Uf=1.3V,5 1 3Vcc1=+5V，所以，可得Rc0.925K，取Rc =1K再看驅(qū)動(dòng)一邊電路。4光耦輸出端負(fù)載 R1,工作電流略為10%Ic1=0.4mA ,若負(fù)載R1 = 10K1 ,則UR1 = 4V ,40 7可求得Rb23.3K,取Rb2 =3.9K，圖中J為繼電器線圈，應(yīng)選112V/2mA 一種，最大工作電流不要超過(guò)10mA。 D為阻尼二極管，一旦二極管截止時(shí)，線圈中的電流通過(guò) D作為泄放電路。否則，產(chǎn)生的高壓會(huì)擊穿三極管，Ti和T2均可選擇.50、ICM _50mA、Vceo -25V即可。阻尼

5、二極管一般用整流二極管，阻尼特性好。LD為發(fā)光二極管，選用紅或綠色即可，工作電流在1mA5mA之間，壓降1.3V。V - U12_13則電阻r2 空 LD10.7K，取R2 =10K，若亮度不明顯，可Ild1適當(dāng)加大工作電流。圖3-19-5電路，有興趣的同學(xué)自己推算一下各電阻元件的取值。運(yùn)放和三極管無(wú)特殊要求。只是三極管工作電流取2mA左右，應(yīng)工作在放大區(qū)。三設(shè)計(jì)任務(wù)1. 預(yù)習(xí)要求(1) 預(yù)習(xí)有關(guān)光電耦合器件的基本使用知識(shí)，常見(jiàn)參考含義。(2) 按要求設(shè)計(jì)一個(gè)光電隔離電路，并寫出設(shè)計(jì)過(guò)程、調(diào)試過(guò)程。2. 設(shè)計(jì)要求(1) 設(shè)計(jì)一控制電路，輸出為 TTL電平信號(hào)，輸出為+12V的驅(qū)動(dòng)電壓。要求TT

6、L信號(hào)部分與輸出控制部分電隔離。即不能共地。電路可參考3-19-6。(2) 設(shè)計(jì)一接口轉(zhuǎn)換電路，輸入為交流信號(hào)，輸出應(yīng)與計(jì)算機(jī)相連，兩者間要求不共地，分別考慮小信號(hào)和大信號(hào)兩種情況。3. 實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)要求(1)為必做內(nèi)容，(2)有一定難度，需調(diào)試才可定型，建議有能力的同學(xué)完成。四. 調(diào)試步驟1. 電路連接完成后，檢查無(wú)誤，加上電源，注意輸入部分和輸出部分不共地2. 正常時(shí)，不加信號(hào)，發(fā)光二極管不亮，加一高電平(約3.5V)，發(fā)光二極管應(yīng)發(fā)亮， 否則，檢查電路。3. 測(cè)量光耦輸入電流與輸出電流之比為多少，壓降是多少。五. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 繪出調(diào)試好的電路圖2. 光耦器件基本參數(shù)的測(cè)量數(shù)值及結(jié)果3. 分析與討論六. 思考題1. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為通常什么場(chǎng)合下光耦合器件應(yīng)用較多？2. 除實(shí)驗(yàn)中提到的電路類型，你還找到其他光耦合器件應(yīng)用的電