03.02 光藕应该怎么测量?

改伟951


光耦应该怎么测量?

将发光器件(发光二极管)和光敏器件(光敏三极管)组合所构成的光电结合器件称为光耦,其作用实现电-光-电信号的变换。光耦的优点;体积小、寿命长、无触点、抗干扰能力强、输入与输出之间绝缘等优点。因此,光耦被广泛应用在数模转换电路、开关电路及隔离电路。


常见的光耦封装结构采用的是黑色塑料外壳,内部透明树脂构成。这样的封装结构好处是,在黑色塑料外壳和透明树脂之间能形成一道粘合接缝,沿着这道接缝处能形成一个电气间隙和爬电距离较短的内部路径,那么在光耦中穿过绝缘化合物的导电零部件之间的距离就是光耦的绝缘穿透距离。
上图就是光耦的


电气模型,常见的光耦有四只脚,分别为发光二极管的阳极(1)、发光二极管的阴极(2)、光敏三极管发射极(3)、光敏三极管集电极(4)这四只管脚。根据上面说到的内部电气间隙和爬电距离及绝缘穿透距离,从光耦到底指光耦那两段距离?内部电气间隙和爬电距离指光耦的发光二极管阳极或阴极沿着粘合的接缝到光敏三极管的发射极或集电极之间的距离,而绝缘穿透距离指光耦的发光二极管穿过绝缘化合物到光敏三极管的距离。

上面述说的是光耦的内部结构原理,但实际上拿到一个小光耦只要判断它的好坏即可。因为知道了光耦是由发光二极管和光敏三极管组合构成的光电结合器件,所以测量的时候把发光二极管当做二极管测量,正向导通反向截止,分不清那组是发光二极管引脚和光敏三极管的引脚,来回测四次。若四次都是截止的,光耦的发光二极管肯定是坏的。若发光二极管是好的,然后测量光敏三极管,正反测量其阻值都是无穷大,还不能说明光敏三极管是好的,然后还要给光耦的输入端给1.5V左右电压信号,看光耦的光敏三极管的集电极与发射极是否导通,若导通说明光耦的光敏三极管是好的,从而光耦就是好的。因此,测量光耦的好坏,发光二极管好测量,但是光耦的光敏三极管在没输入信号和有输入信号进行两种情况进行测量判断,最后才能给光耦的好坏做出判定。


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这个问题需要从两方面来说明,首先我们要明白光耦的工作原理,其次才是如何测试光耦。

一、光电耦合器简介

光电耦合器简称光耦,是以光为传输媒介传输电信号的电子器件,它通过其内部的“电-光-电”转换实现信号的耦合与传输。

根据光电耦合器内部输出电路的不同,光电耦合器可分为光电二极管型、光电三极管型、达林顿管型、晶闸管型、集成电路型等。

光电耦合器的特点是输入端与输出端既能传输电信号、又同时具有电的隔离性。光电耦合器的结构:将一个发光二极管与一个光电三极管密封在一起,发光二极管是输入端,光电三极管是输出端。输入信号使发光二极管发光,光电三极管接受光照后就产生光电流,并可在其负载电阻上得到输出信号,从而实现了电信号的隔离传输。

光电耦合器的用途主要是隔离传输和隔离控制。在隔离耦合、电平转换、机电控制等方面广泛使用。



二、光电耦合器的检测

光电耦合器的输入端与输出端之间时绝缘的,所以,检测光电耦合器时应分别检测其输入端和输出端。

1、检测输入端

将万用表置于电阻测量档,分别检测光电耦合器输入端发光二极管的正、反向电阻。正常情况下其正向电阻约为几百欧姆,反向电阻约为几十千欧。

需要说明的是,光电耦合器中的发光二极管正向管压降比普通发光二极管的低,在1.3V以下。

2、检测输出端

光电耦合器的输出部分有多种形式,以光电三极管型光电耦合器为例,在光电耦合器输入端悬空的前提下,检测光电耦合器输出端两引脚(及内部光电三极管的c.e极)之间的正、反向电阻,均应为无穷大。

3、检测光电传输性能

检测时,用3V直流电源串接一个限流电阻,给光电耦合器输入端接正向电压,这时光电耦合器的输出部分光电三极管应导通,两个引脚之间的阻值很小。

当输入端正向电压去掉时,光电耦合器的输出光电三极管应截止,所测得的阻值应为无穷大。如果不是这种情况,说明光电耦合器已损坏。

4、检测绝缘性能

检测时,测量光电耦合器的输入端与输出端之间任意两个引脚之间的电阻,均应为无穷大。否则光电耦合器已损坏。


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光耦即光电耦合器,这种器件是以光为媒介来传输电信号的,其输入级为一个红外发射管,输出级为光敏接收管。在其输入端加上电信号时,内部红外发射管发出红外光,使内部光敏接收管产生光电流从输出端流出,从而实现了“电-光-电”的转换。光电耦合器输入端与输出端完全实现了电气隔离,抗干扰能力强,使用寿命长,广泛用于信号隔离、级间隔离、电平转换及开关电源中。这里以常用的PC817光电耦合器为例,来介绍一下如何用数字万用表测量光电耦合器的好坏。


▲ PC817内部框图及引脚排列。

PC817是常用的线性光电耦合器,可以传输连续变化的模拟电压或电流信号(普通的光电耦合器只能传输数字信号)。在开关电源中,利用这种线性光电耦合器构成光耦反馈电路,可以实现稳压。

从上图可知,PC817的输入级为一个红外发射管,输出级为光敏三极管,故用数字万用表即可测量出PC817的好坏。▲ PC817光电耦合器的外形。

用数字万用表测量光电耦合器好坏的方法▲ 数字万用表测量PC817的好坏。

首先将数字万用表的量程开关调至二极管档,用红表笔接触PC817的①脚,黑表笔接触PC817的②脚,此时万用表显示的读数一般在“1000.”左右(如上图所示,有的数字万用表可能显示为“1.000”),然后调换一下红黑表笔再测量,此时万用表显示的读数为“1”(如下图所示),则说明该光耦输入端是好的。若测量输入端时,万用表显示的正反向读数皆为“000”或“1”,则光耦输入端已损坏。

▲ 数字万用表测量PC817的好坏。

PC817的内部输出级为一个光敏三极管,在输入端无电信号输入时,其输出端用数字万用表二极管档测量,显示的正反向读数应为“1”。▲ 测量PC817输出级的好坏。

若按照上图所示连接,给一个好的PC817的输入端接入1.5V的电压,此时用万用表电阻档测量其输出端的阻值会变得很小。对于其它类型的光电耦合器,亦可以按照上述方法来测量其好坏。


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鼠标滚轮两个分开的光耦合脉冲检测器。


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