光耦合器：其类型和在DC / AC电路中的各种应用

光耦合器是一种在两个隔离电路之间传输电信号的电子组件。光耦合器也称为光隔离器，光耦合器或光隔离器。

光耦合器通常用于电路中，尤其是对低电压或高噪声敏感的电路中，它用于隔离电路，以防止发生电冲突或排除有害噪声。在当前的商业市场中，我们可以购买输入电压为10 kV至20 kV的光耦合器，以输出具有25 kV / uS瞬态电压规范的耐压能力。

光耦合器内部结构

这是光耦合器的内部结构。左侧的引脚1和2暴露在外，它是一个LED（发光二极管），该LED向光敏晶体管发射红外光在右侧。光电晶体管通过其集电极和发射极切换输出电路，与典型的BJT晶体管相同。LED的强度直接控制光电晶体管。由于LED可以由不同的电路控制，而光电晶体管可以控制不同的电路，因此两个独立的电路可以由光耦合器控制。另外，在光电晶体管和红外LED之间，该空间是透明且不导电的材料。它电气隔离两个不同的电路。LED和光电晶体管之间的中空空间可以使用玻璃，空气或透明塑料制成，电气隔离要高得多，通常为10 kV或更高。

光耦类型

根据其需求和切换能力，有许多不同类型的光耦合器可在市场上买到。根据用途，主要有四种类型的光耦合器可用。

1. 使用光电晶体管的光耦合器。
2. 使用光电达林顿晶体管的光电耦合器。
3. 使用Photo TRIAC的光耦合器。
4. 使用Photo SCR的光耦合器。

光电晶体管光耦合器

在上图中，内部结构显示在光电晶体管光电耦合器内部。晶体管类型可以是PNP或NPN。

根据输出引脚的可用性，光电晶体管可以分为两种类型。在左侧的第二个图像上，有一个额外的引脚，该引脚内部与晶体管的基极相连。该引脚6用于控制光电晶体管的灵敏度。通常，该引脚用于通过高阻值电阻接地或接地。在这种配置中，可以有效地控制由于噪声或电瞬变引起的误触发。

同样，在使用基于光电晶体管的光耦合器之前，用户必须了解晶体管的最大额定值。PC816，PC817，LTV817，K847PH是很少使用的基于光电晶体管的光耦合器。基于光电晶体管的光电耦合器用于与直流电路相关的隔离。

光达林顿晶体管光电耦合器

在上部图像中，有两种类型的符号，其中显示了基于Photo-Darlington的光耦合器的内部结构。

达林顿晶体管是两个晶体管对，其中一个晶体管控制另一晶体管基极。在这种配置中，达林顿晶体管提供了高增益能力。与往常一样，LED发射红外灯并控制晶体管对的基极。

这种类型的光耦合器还用于直流电路相关区域的隔离。内部连接到晶体管基极的第六个引脚，用于控制晶体管的灵敏度，如先前在光电晶体管描述中所述。4N32、4N33，H21B1，H21B2，H21B3都是基于光达林顿的光耦合器示例。

光电可控硅光耦合器

上图显示了内部结构或基于TRIAC的光耦合器。

TRIAC主要用于需要基于AC的控制或切换的地方。可以使用DC来控制led，而TRIAC可以用来控制AC。在这种情况下，光耦合器也提供出色的隔离。这是一个三端双向可控硅开关应用。光电TRIAC基于光耦合器的例子是IL420 ，4N35等都是示例TRIAC的基于光耦合器。

基于光电可控硅的光耦合器

SCR是可控硅的缩写，SCR也称为晶闸管。上图显示了基于Photo-SCR的光耦合器的内部结构。与其他光耦合器一样，LED发出红外光。SCR由LED的强度控制。交流相关电路中使用的基于光SCR的光电耦合器。在此处了解有关晶闸管的更多信息。

基于光SCR的光耦合器的几个例子是：-MOC3071，IL400，MOC3072等。

光耦合器的应用

如前所述，很少有用于直流电路的光耦合器和很少用于交流相关操作的光耦合器。由于光耦合器不允许两侧之间直接电连接，因此光耦合器的主要应用是隔离两个电路。

通过切换其他应用，就像可以使用晶体管切换应用一样，可以使用光耦合器。它可用于各种与微控制器相关的操作，其中高压电路需要数字脉冲或模拟信息，而光耦合器可在这两者之间实现出色的隔离。

光电耦合器可用于交流检测，直流控制相关操作。让我们看一下光电晶体管的一些应用。

用于切换直流电路的光耦合器：

在上部电路中，使用了基于光电晶体管的光耦合器电路。它的作用类似于典型的晶体管开关。在原理图中，使用了基于低成本光电晶体管的光耦合器PC817。该红外线LED将由S1开关控制。当开关打开时，9V电池电源将通过限流电阻10k向LED提供电流。强度由R1电阻控制。如果更改该值并降低电阻，则led的强度将很高，从而使晶体管增益很高。

在另一侧，该晶体管是由内部红外线LED控制的光电晶体管，当LED发出红外光时，光电晶体管将接触，并且VOUT将为0，从而切断跨接在其上的负载。需要记住的是，根据数据手册，晶体管的集电极电流为50mA。R2提供VOUT 5v。R2是一个上拉电阻。

您可以在下面的视频中看到使用光耦合器切换LED的信息…

在这种配置中，基于光电晶体管的光耦合器可与微控制器一起使用，以检测脉冲或中断。

用于检测交流电压的光耦合器：

这里显示了另一个电路来检测交流电压。红外灯使用两个100k电阻器控制。使用两个100k电阻代替一个200k电阻可提供与短路相关条件的额外安全性。LED连接在墙上的电源线（L）和零线（N）之间。按下S1时，LED开始发射红外光。光电晶体管作出响应，并将VOUT从5V转换为0V。

在这种配置中，光耦合器可以连接到低压电路，例如需要交流电压检测的微控制器单元。输出将产生平方高到低脉冲。

到目前为止，第一个电路用于控制或切换DC电路，第二个电路用于检测AC电路并控制或切换DC电路。接下来，我们将看到使用直流电路控制交流电路。

使用直流电压控制交流电路的光耦合器：

在上部电路中，LED再次由9V电池通过10k电阻和开关状态控制。另一方面，使用基于光可控硅的光耦合器，该光耦合器从220V交流电源插座控制交流灯。68R电阻器用于控制BT136 TRIAC，该BT136 TRIAC由光耦合器内部的光TRIAC控制。

这种类型的配置用于使用低压电路控制电器。IL420用于上部原理图，该原理图是基于光可控硅的光耦合器。

除了这种类型的电路，光耦合器还可以用于SMPS，以将次级侧短路或过流状况信息发送到初级侧。

如果要实际查看光耦合器IC，请检查以下电路：

• Octocoupler简介以及与ATmega8的接口
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