什么是OptoCoupler及其工作原理？

2021年2月9日 - 0评论

如果您曾经拆开任何手机充电器或开关电源，则会发现一些带有SMD和通过孔变体的小针刺（主要是四个或六个）的小黑色IC软件包。更不寻常的是，这些部分通常是在隔离插槽和间隙上发现的，这使得它们的目的更加隐密。

这些组件称为OptoCOUPLERS或者光溶剂或简单Optos，并且它们在电路的孤立部分之间执行传递信号的关键功能。他们使用灯通过电路之间传递信号。

什么是optocoupler及其工作原理

正如我们已经了解到晶体管的那样，如果没有触发基本引脚，理想的晶体管将不允许任何电流通过它。但是，如果您仔细地设法拆除了常规离散晶体管并在收集器和发射极导线上施加电压，您会发现很小的电流仍在流动！这是因为落在裸露晶体管死亡的底部的光线上。

Optopopler工作

这意味着光子的光子实际上能够在掺杂的半导体材料中敲打孔和电子。这导致了一些非常有趣的可能性，其中第一个是光晶体管，基本上是一个没有碱基的两个末端晶体管。它们看起来与二极管非常相似，并包含清晰的包装。在这里，光充当基本电流。光电二极管以非常相似的方式工作；他们会根据落在他们身上的光量来改变“阻力”。

光电二极管和晶体管用于接近传感器之类的东西，这些事物根据落在它们上面的光的量来检测到这些设备的电压或电流的少量变化。

如果我们可以将LED和光晶体管放在封闭的管中，则来自LED的灯（当然，假设它是正确驱动的）将点亮光晶体管的“基础”并呈现导电。这给我们带来了一个可以控制开关元件而无需任何物理接触的设备！这样的设备已经存在，正如您猜到的那样，它是OptoCOUPLER呢

optocoupler输入和输出

OptoCOPOPLER具有许多不同的形状，尺寸和速度（稍后将讨论），但是大多数具有相同的基本功能 - 二极管输入和开关元素输出。

二极管与其他LED一样，除了您看不到光线（首先是因为它在密封的塑料包装中，其次是因为它主要是红外线）。它要求用常规LED要求的相同电流和电压驱动，即几伏和几十毫安。

以下动画将帮助您了解工作。这里使用的optoCOPLER是mct2e光晶体管IC。如您所见，给出的LED的逻辑输入控制了晶体管的输出。在此IC中，输出端由晶体管组成，但在每种情况下都必须如此。

MCT2E工作

照片晶体管的输出侧有些有趣，因为它通常由NPN类型晶体管组成，如上所示，但有时也可以是SCR或TRIAC，有时甚至是完整的逻辑兼容输出！

One big thing to remember is that since the base is basically driven by light, the ‘base current’ is very, very low – you can’t expect full saturation from these types of transistors, and since the base current is so small, the rise and fall times are often pathetically slow, as I learnt the hard way. Of course, logic output (and matching speeds) optos are available, but require a separate power supply for the output side.

Opto输出的好处是，由于它与输入侧完全隔离，因此可以在任何电压下漂浮，或者换句话说，它的作用像是浮动的“开关”，尽管不是很好。

例如，您可以将晶体管输出放在低侧，并向收集器添加上拉，因此，当二极管点亮时，晶体管的导电并将收集器拉低。您还可以将晶体管放在发射机和输出接地之间的电阻的高侧，因此，当输入较高时，发射器处的输出也很高。

但是要当心，由于基本驱动器有限，有时以1伏的速度，最常见的光子具有高饱和电压！

由于它们的速度慢，因此将常规Optos用作电源反馈回路的一部分，并带有完全隔离的额外好处。

您可能已经猜到了，Optos无法做变压器可以 - 提供功率的事情。虽然变压器可以为隔离电路提供动力，但使用当前的技术，我们无法通过光线传输电源。

但是Optos会做一些变压器无法的事情 - 在无需单独的驱动程序的情况下，非常有效，非常快地传递电路之间的信号。我们可以将Opto的输入直接连接到微控制器引脚，但是我们无法为信号变压器做同样的操作！