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光电耦合器的结构及性能检测方法

2020-09-14 17:20      点击次数:

光电耦合器是以光为媒介,用来传输电信号的器件。通常是把发光器与受光器(光电半导体管)封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线,受光器接受光照之后就产生光电流,从输出端引出,从而实现了电光电的转换。 由于光电耦合器具有抗干扰能力强、使

  光电耦合器是以光为媒介,用来传输电信号的器件。通常是把发光器与受光器(光电半导体管)封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线,受光器接受光照之后就产生光电流,从输出端引出,从而实现了电—光—电的转换。

  由于光电耦合器具有抗干扰能力强、使用寿命长、传输效率高等特点,广泛用于电气隔离、电平转换、级间耦合、开关电路、脉冲放大、固态继电器、仪器仪表和微型计算机接口电路中。

  光电耦合器是由一只发光二极管和一只受光控制的光敏晶体管(常见为光敏三极管)组成的,常见的光电耦合器外形有管式、双列直插式等,与集成电路相似,应用较多的是双列直插式。其内部电路结构和电气图形符号如图11-9所示。

  光电耦合器的工作过程如下:光敏三极管的导通与截止,是由发光二极管所加正向电压控制的。当发光二极管加上正向电压时,发光二极管因有电流通过而发光,使光敏三极管内阻减少而导通;反之,当发光二极管不加正向电压或所加正向电压很小时,发光二极管中无电流通过或通过电流很小,发光强度减弱,光敏三极管的内阻增大而截止。

  光电耦合器的种类很多,主要有通用型(又分有基极引线、无基极引线两种)、达林顿型、施密特型、高速型、光纤型、光敏晶闸管型(又分单向晶闸管、双向晶闸管)、光敏场效应管型等。

  由于光电耦合器中的发射管与接收管是互相独立的,因此可用万用表单独检测这两部分的好坏。检测可分三步进行。

  第一步:利用 R × 100(或 R × 1k)挡测量光发射二极管的正、反向电阻,检测其单向导电性。发光二极管具有一般二极管的单向导电的特性,即正向电阻小,反向电阻大。通常正向电阻为几百欧,反向电阻为几千欧或几十千欧。如果检测结果正、反向电阻非常接近,表明发光二极管性能欠佳或已损坏。检测时,要注意只能使用万用表的 R × 10、R × 100 或 R × 1k 挡,不能使用 R × 10k 挡,因为发光二极管工作电压一般在 1.5~2.3V,万用表 R × 10k 挡电池电压为 9~15V,会导致发光二极管击穿。

  第二步:检测光接收管的集电结与发射结的正、反向电阻。将万用表量程开关拨在 10 × 1k 挡,黑表笔接 c 极,红表笔接 e 极,指针应微动;对调两表笔再测,指针应不动。也就是说,无论正、反向测量其阻值均应为无穷大,否则光敏三极管损坏。

  第三步:用R × 10k 挡检测光发射管与光接收管之间的绝缘电阻。用万用表的R × 10k 挡检测其初、次级之间的绝缘电阻值,应测量两次(即两表笔对调一次)。光电隔离器初、次级绝缘电阻应为∞。上述发光二极管或光敏三极管只要有一个损坏,或者它们之间绝缘不良,则该只光电耦合器不能正常使用。

  检测电路,光电耦合器的发光二极管两输入端接入两节 1.5V 的电池,二极管正端接电池正极,负端接电池负极,R 为限流电阻。用万用表R × 1 挡测光敏三极管正向电阻值,应为10~30Ω ,反向电阻值为∞,说明光电耦合器性能良好。若所测数值远离上述值,则表明耦合器性能欠佳或损坏。

  运用上述方法检测不同型号的光电耦合器时因其引脚不同,发光二极管工作电压的接法也应有所不同。所以在检测时,应先根据其内部电路找出其输入与输出端的引脚,然后根据其发光二极管工作电压并串入相应的限流电阻R后,再测光敏三极管c、e极之间的正、反向电阻。

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