光耦合器的电路设计与光耦隔离继电器的保护电路设计

　　光耦合器（optical coupler，英文缩写为OC）亦称光电隔离器，简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。

　　

　　光耦合器的电路设计

　　光耦合器设计的可逆计数显示电路，该电路图的电路系统如下图图1所示。

　　

　　在图1所展示的这种光耦合器可逆计数显示电路中，其系统主要利用光耦器件作为光传感器进行制作，完成后可对不同运行方向的物件进行自动加减计数，适用于自动流水生产物件进行计数统计。

　　该电路系统的工作原理可以总结为：在这一可逆计数显示电路中，所选择的光耦器件为反射式光耦器件，红外发光二极管和光敏三极管里35°夹角封装为一体，其交点在距光耦合器5mm处。当该电路接通并进行工作时，红外发光二极管发出的红外光若被前方的物件遮挡，则红外光反射回来并被光敏三极管所接收使光敏三极管导通。若光耦器件前方没有物件，则光敏三极管处于截止状态。

　　接下来要为大家分享的第二个光耦合器电路设计方案，是利用光电耦合器组成的高压稳压电路系统，这一高压稳压电路系统设计如下图图2所示。

　　

　　在图2所展示的基于光耦合器的高压稳压电路系统中，通常驱动管需要采用耐压较高的晶体管（图中驱动管型号为9013）。这一电路系统的工作原理可以总结为：当稳压电路内的输出电压增大时，VT55的偏压增加，B5中发光二极管的正向电流增大，使光敏管极间电压减小，调整管be结偏压降低而内阻增大，使输出电压降低。反之，使输出电压升高，从而保持输出电压的稳定。

　　光耦隔离继电器的保护电路设计

　　光耦亦称光电隔离器或光电耦合器，简称光耦。它是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器（红外线发光二极管LED）与受光器（光敏半导体管）封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电-光-电”转换。以光为媒介把输入端信号耦合到输出端的光电耦合器。

　　去年年底，我完成了大功率开关电源主回路设计，该电路采用的是全桥拓扑经过高频变压器转换再整流，实验项目是三相进线15V/6KA输出。其中，主回路的保护设计及报警设计是必不可少的。我首先想到的是，通过单片机输出控制继电器动作，而且由于抗干扰的要求，我必须通过光耦隔离。。于是乎，光耦隔离继电器保护电路设计应需而生。

　　主要电路设计如下图：

　　

　　该继电保护主要隔离应用的是TI公司生产的TIL117光耦芯片。该芯片无需供电，通过光耦二极管上拉15V电源输出15mA即可正常工作，有效隔离了输出侧对主回路的电磁影响。

　　另外该电路还有一个+24V供电电源，大部分继电器设计的时候都需要24V，该电源设计图如下：

　　

　　该电路主要的稳压芯片采用的是生产设计的UA7824芯片，该芯片输入电压可调范围宽，稳压性能好，功耗低价格低廉。在继电器电路设计的图纸中，稳压电源我大部分是用的这个芯片。