光电耦合器的应用与使用注意事项

　　光耦合器自70年代发展起来后，已经得到了广泛的应用，下面举两个实例进行说明。

　　案例1

　　当我们要设计一组开关电源时，从安全以及抗干扰角度考虑，很多时候不希望是热地(即希望将高频变压器的初级侧与次级侧的电源进行隔离，以提高弱电侧的安全性)。

　　我们将上面的要求以及同时将开关电源的其他特性考虑进去，基本上发现开关电源具有以下几个特征：

　　1、需要初级侧的电源与次级侧的电源进行隔离;2、开关具有高频率特性;3、输出电压需要能够实时地反馈给初级端控制芯片，以便芯片做出控制;4、次级侧的电压变化能够线性地反馈到初级侧;5、初级侧与零火线直接相连，要求次级侧的电源不受初级侧的电源干扰;

　　在解决以上几点要求上，光耦体现了其价值，而且设计简单。光耦的线性特性，能够使次级侧的输出线性地反馈到初级侧;光耦的非机械触点可以迅速开通与关闭，实现了开关电源实时、迅速的要求，同时还具备无寿命要求;更重要的是，其是隔离的，可以完全隔断初级侧与次级侧，使次级侧不受初级侧的影响。图1 是一个简单的开关电源示意。

　　该开关电源的工作原理

　　当输出电压升高时，光耦发光端电流增加，此时受光端电流也相应的增大，致使开关电源芯片减小开关管的导通时间或者导通频率，从而降低输出电压;相反，当输出电压降低时，光耦发光端电流减小，此时受光端电流也相应的减小，致使开关电源芯片增大开关管的导通时间或者导通频率，从而提高输出电压，并使输出电压稳定。该设计充分利用了光耦的线性。当然在使用上述电路时，需要保证光耦与稳压二极管的匹配，保证二者都工作在合理的电流范围内。

　　案例2

　　当我们某些时候需要一个非接触式开关时，光耦能够帮我们这个忙。

　　一般的时候，我们的开关基本上都是有触点的。按一下，按键闭合;再按一下，按键断开。但假如某些时候没有办法去接触，怎么办呢?光耦可以帮助我们，其只需要挡一下。为实现遮挡的要求，我们将光耦的发光侧与受光侧拉大，同时将发光侧和受光侧分别集成在一个结构件中，同时在发光侧与受光侧中间保留一个空隙(见图2)。需要注意：发光侧与受光侧的结构材料必须是透光的。

　　通过结构的改进后，再配以图3电路，一个非常实用的开关电路就产生了。图3电路的工作原理如下：

　　当有遮光体伸入发光侧与受光侧中间的空隙中时，芯片I/O口检测到低电平;

　　当没有遮光体伸入发光侧与受光侧中间的空隙中时，芯片I/O口检测到高电平。该电路具有以下优点：

　　⒈遮光体只要是一个不透光的物体即可，不再需要像传统按键那样有力的输出;

　　⒉如果发光侧需要进行逻辑控制，可以将发光侧连接到某一个I/O口;

　　⒊发光侧和受光侧根据需要，可以使用同一电源，当然也可以使用不同电源。