文中主要是有關光耦隔離的有關詳細介紹，并主要對光耦隔離的I/O以及接線方法開展了詳細的論述。

　　光耦隔離I/O操縱

　　1.Source?Input?多用途操縱接線端子與開發(fā)射極的PLC及外界開關電源相接???﹙1﹚?外界開關電源為12.4V時輸出波型光滑，如下圖由此可見：

　　2.Source?Input?多用途操縱接線端子與開發(fā)射極的PLC立即相接，這時大家沒有加外界開關電源?，因而僅有內部固定不動電源的作用，大家能看輸出鍵入電流為24.4V，輸出電壓為5.04V，其I/O工作電壓平面圖以下：

　　光耦隔離技術性使用技巧

　　光耦合器（通稱光電耦合器），是一種把發(fā)亮部件和感光元器件封裝在同一外殼內，正中間根據(jù)電→光→電的變換來傳遞信號的半導體材料光電器件。光耦合器可依據(jù)不一樣規(guī)定，由不一樣品種的發(fā)亮部件和感光元器件組成很多系類的光耦合器。現(xiàn)階段使用最廣的是發(fā)光二極管和光敏三極管組成的光耦合器，其構造如圖所示1a所顯示。

　　光電耦合器以光信號燈不亮為載體來完成信號的藕合與傳送，鍵入與輸出在電氣設備上徹底防護，具備抗干擾能力強的特性。針對既涉及弱電安裝操縱一部分，又包含弱電操縱部位的工業(yè)生產運用自動控制系統(tǒng)，選用光耦隔離能夠非常好地完成弱電安裝和弱電的防護，做到抗干擾性目地?？墒?，應用光耦隔離必須考慮到下面一些難題：

　?、?光電耦合器立即用以防護傳送模擬量輸入時，要考慮到光電耦合器的離散系統(tǒng)難題；

　?、?光耦隔離傳送數(shù)據(jù)量時，要考慮到光電耦合器的響應時間難題；

　?、?假如輸出有輸出功率規(guī)定得話，還得考慮到光電耦合器的輸出功率接口設計難題。

　　1、光耦合器離散系統(tǒng)的擺脫

　　光耦合器的鍵入端是發(fā)光二極管，因而，它的鍵入特點可以用發(fā)光二極管的光電流特點來表明，如圖所示1b所顯示；輸出端是光敏三極管，因而光敏三極管的光電流特點便是它的頻率特性。

　　解決方案之一，運用2個具備同樣離散系統(tǒng)傳送性能的光耦合器，T1和T2，及其2個射極跟隨器A1和A2構成，。假如T1和T2是同樣同批號的光耦合器，能夠覺得她們的離散系統(tǒng)傳送特點是完全一致的，即K1（I1）=K2（I1），則放大儀的電壓增益G=Uo/U1=I3R3/I2R2=（R3/R2）［K1（I1）/K2（I1）］=R3/R2。不難看出，運用T1和T2電流量傳送性能的對稱，運用意見反饋基本原理，能夠有效的賠償她們原先的離散系統(tǒng)。

　　另一種模擬量輸入傳送的解決方案，便是選用VFC（工作電壓頻率變換）方法，如圖所示3所顯示。當場智能變送器輸出模擬量輸入數(shù)據(jù)信號（假定工作電壓數(shù)據(jù)信號），工作電壓頻率轉化器將智能變送器送過來的電流訊號轉化成矩形脈沖，根據(jù)光耦隔離后送出去。在服務器側，根據(jù)一個頻率工作電壓變換線路將矩形脈沖轉變成脈沖信號。這時，等同于光耦隔離的是數(shù)據(jù)量，能夠清除光電耦合器離散系統(tǒng)的危害。這也是一種合理、簡便易行的模擬量輸入傳輸技術。

　　自然，還可以挑選線性光耦開展設計方案，如高精密線性光耦TIL300，快速線性光耦6N135/6N136。線性光耦一般價格對比一般光電耦合器高，可是方便使用，設計方案簡易；伴隨著元器件價錢的降低，應用線性光耦將是發(fā)展趨勢。

　　2、提升光耦合器的傳輸速率

　　當選用光耦隔離模擬信號開展自動控制系統(tǒng)設計方案時，光耦合器的傳遞特點，即傳輸速率，通常變成系統(tǒng)軟件較大數(shù)據(jù)信息傳輸率的影響要素。在很多系統(tǒng)總線式構造的工業(yè)生產自動控制系統(tǒng)中，為了更好地預防各控制模塊中間的互相影響，與此同時不減少通信串口波特率，大家必須選用高速光耦來完成控制模塊中間的互相防護。常見的高速光耦有6N135/6N136，6N137/6N138?？墒?，高速光耦價錢非常高，造成 設計方案成本費提升。這兒講解2種辦法來增強一般光電耦合器的按鈕速率。

　　因為光電耦合器本身具有的分布電容，對傳輸速率導致危害，光敏三極管內部具有著分布電容Cbe和Cce，如圖所示4所顯示。因為光電耦合器的電流量傳送較為低，其集電結負載電阻不可以過小，不然輸出電壓的擺幅就得到了限定?？墒?，負載電阻又不能過大，負載電阻RL越大，因為分布電容的存有，光耦合器的頻率特點就越差，傳送延遲也越長。

　　用2只光耦合器T1，T2連接成相輔相成推挽電路式電源電路，能夠提升光電耦合器的按鈕速率，如圖所示5所顯示。當單脈沖升高為“1”電平常，T1截至，T2通斷。反過來，當單脈沖為“0”電平常，T1通斷，T2截至。這類相輔相成推挽電路式電源電路的頻率特點大大的好于單獨光耦合器的頻率特點。

　　除此之外，在光敏三極管的感光基極上提升正集成運放電路，那樣能夠進一步提高光耦合器的按鈕速率。如圖所示6所顯示電源電路，根據(jù)提升一個晶體三極管，四個電阻器和一個電容器，試驗證實，這一電源電路能夠將光電耦合器的最高數(shù)據(jù)信息傳輸速度提升10倍上下。

　　3、光電耦合器的輸出功率接口設計

　　微型機自動控制系統(tǒng)中，常常要使用輸出功率通信接口，便于于推動多種類型的負荷，如直流電交流伺服電機、伺服電機、各種各樣繼電器等。這類通信接口一般具備帶負荷工作能力強、輸出電流量大、工作標準電壓高的特性。工程項目實踐活動說明，提升輸出功率插口的抗干擾性，是確保工控自動化設備常規(guī)運作的重要。

　　就抗干擾性設計方案來講，許多場所下，大家既能選用光耦合器防護推動，也可以選用汽車繼電器防護推動。一般狀況下，針對這些響應時間規(guī)定不很高的起停實際操作，大家選用汽車繼電器防護設計制作輸出功率插口；針對響應速度規(guī)定迅速的自動控制系統(tǒng)，大家選用光耦合器開展輸出功率通信接口設計方案。這是由于汽車繼電器的回應時間延遲需幾十ms，而光耦合器的時間延遲一般都在10us以內，與此同時選用新式、處理速度高、方便使用的光耦合器開展輸出功率推動通信接口設計方案，能夠做到簡單化電路原理，減少排熱的目地。

　　由于一般光耦合器的電流量傳送比CRT十分小，因此一般要用三極管對輸出電流量開展變大，還可以同時選用達林頓管型光耦合器（見圖8）來取代一般光電耦合器T1。比如東芝公司的4N30。針對功率規(guī)定更多的場所，能夠采用達林頓管晶體三極管來取代一般三極管，比如ULN2800髙壓大電流量達林頓管三極管列陣產品系列，它的輸入輸出電流量和輸出電壓各自做到500mA和50V。

　　針對溝通交流負荷，能夠選用光學晶閘管控制器開展防護推動設計方案，比如TLP541G，4N39。光學晶閘管控制器，特性是抗壓高，工作電壓并不大，當溝通交流負荷電流量較鐘頭，能夠同時用它來推動，如圖所示9所顯示。當負荷電流量過大時，能夠外接輸出功率雙向可控硅，如圖所示10所示。在其中，R1為功率電阻，用以限定光學晶閘管的電流量；R2為藕合電阻器，其上的分壓電路用以開啟輸出功率雙向可控硅。

　　當必須對功率開展操縱時，能夠選用光學雙向可控硅控制器，比如MOC3010。圖11為溝通交流可控性光耦電路，來源于微型機的操控數(shù)據(jù)信號 歷經光學雙向可控硅控制器T1防護，操縱雙向可控硅T2的通斷，完成溝通交流負荷的輸出功率操縱。

　　來源于微型機的操控數(shù)據(jù)信號 歷經光學雙向可控硅控制器防護，操縱晶閘管橋式整流電源電路通斷，完成溝通交流一直流的輸出功率操縱。此電源電路早已運用在咱們試驗室研發(fā)的新式電機控制系統(tǒng)機器設備中，實際效果優(yōu)良。

　　光耦隔離的接線方法

　　在一般的隔離電源中，光耦隔離意見反饋是一種簡易、成本低的方法。但針對光電耦合器意見反饋的各種各樣接口方式以及差別，現(xiàn)階段還沒看到較為深層次的科學研究。并且在許多場所下，因為對光電耦合器的原理了解不是很深層次，光電耦合器接線方法錯亂，通常造成 電源電路無法正常的工作中。本科學研究將深入分析光電耦合器原理，并對于光電耦合器意見反饋的幾類典型性接線方法多方面比照科學研究。

　　普遍的多種接口方式以及原理

　　常見于意見反饋的光耦型號有TLP521、PC817等。這兒以TLP521為例子，詳細介紹這類光電耦合器的特點。

　　TLP521的原邊等同于一個發(fā)光二極管，原邊電流量If越大，光照強度越強，副邊三極管的電流量Ic越大。副邊三極管電流量Ic與原邊二極管電流量If的比率稱之為光電耦合器的電流量放大系數(shù)，該指數(shù)隨環(huán)境溫度改變而轉變 ，且受氣溫干擾很大。作意見反饋用的光電耦合器恰好是運用“原邊電流量轉變 將造成 副邊電流量轉變 ”來完成意見反饋，因而在工作溫度轉變 激烈的場所，因為放大系數(shù)的溫漂較為大，應盡可能不通過光電耦合器完成意見反饋。除此之外，應用這類光電耦合器務必留意設計方案外場主要參數(shù)，使其工作中在較為寬的線形帶內，不然電源電路對運作主要參數(shù)的敏感性太強，不利電源電路的穩(wěn)定工作。

　　一般挑選TL431融合TLP521開展意見反饋。這時候，TL431的原理等同于一個內部標準為2.5 V的工作電壓誤差放大器，因此 在其1腳與3腳中間，要接賠償互聯(lián)網。

　　普遍的光電耦合器意見反饋第一種接線方法，如圖所示1所顯示。圖上，Vo為輸出電壓，Vd為集成ic的供電系統(tǒng)工作電壓。com數(shù)據(jù)信號接集成ic的誤差放大器輸出腳，或是把PWM 集成ic（如UC3525）的內部工作電壓誤差放大器連接成積分電路放大儀方式，com數(shù)據(jù)信號則收到其相應的積分電路端腳位。留意左側的地為輸出電壓地，右側的地為集成ic供電系統(tǒng)工作電壓地，彼此之間用光耦隔離。

　　圖1所顯示接線方法的原理以下：當輸出電壓上升時，TL431的1腳（等同于工作電壓誤差放大器的方向輸進端）工作電壓升高，3腳（等同于工作電壓誤差放大器的輸出腳） 工作電壓降低，光電耦合器TLP521的原邊電流量If擴大，光電耦合器的另一端輸出電流量Ic擴大，電阻器R4上的電流擴大，com腳位工作電壓降低，pwm占空比減少，輸出電壓減少；相反，當輸出電壓減少時，調整全過程相近。

　　普遍的第2種接線方法，如圖2所顯示。與第一種接線方法不一樣的是，該接線方法中光電耦合器的第4腳立即收到集成ic的誤差放大器輸出端，而集成ic里面的工作電壓誤差放大器務必連接成積分電路端電位差高過正相反端電位差的方式，運用運算放大器的一種特點—— 當運算放大器輸出電流量過大（超出運算放大器電流量輸出工作能力）時，運算放大器的輸出電壓值將降低，輸出電流量越大，輸出電壓降低越多。因而，選用這類接線方法的電源電路，一定要把PWM 集成ic的誤差放大器的2個鍵入腳位收到固定不動電位差上，且一定是同方向端電位差高過反方向端電位差，使誤差放大器原始輸出電壓為高。

　　總結

　　有關光耦隔離的有關講解就到這了，期待借助這篇文章能讓人對?光耦隔離有更全方位的了解。