光耦继电器使用方法与参数详解

　　本文首先介绍了光耦继电器的专业术语及特点，其次阐述了光耦继电器的工作原理及参数，最后介绍了光耦继电器使用方法，具体的跟随小编一起来了解一下。

　　光耦继电器是什么

　　光耦继电器是固态继电器的一种。英文是Solid State Optronics Relay。一般继电器都是机械触点，靠通电流过线圈变成有磁性的磁铁吸合触点，从而控制开光状态。而光耦继电器工作原理类似于光耦（其实看等效电路图是一样的）。

　　

　　首先要搞清楚继电器的几个专业术语：

　　Form A=常开触点

　　Form B=常闭触点

　　Form C=转换触点

　　Form E=双稳态开关

　　AT=安培匝数 用于描述磁场灵敏度的参数

　　NC是常闭触点normal close

　　NO是常开触点normal open

　　光耦继电器（MOS输出）特点

　　无触点，因此没有触点的磨损，使用寿命是无限的；无震动和弹跳；防震，抗摔性；无动作声音；小体积（有直插和贴片两种封装），高信赖性；高速切换；低放电电压；低动作电流（省电流）；低开路时的漏电电流；输入与输出间完全绝缘。可控制各种负载（继电器、电灯、发光二极管、加热器、马达、电磁吸筒等）。

　　光耦继电器的工作原理及参数详解

　　光耦继电器（Optronics Relay）属于固态继电器，一般电磁继电器靠电流通过线圈使铁芯变成有磁性的磁铁吸合衔铁，从而使相关的触点动作控制负载的通断，而光耦继电器没有触点，其工作原理与光耦有点类似，基本结构如下图的所示：

　　

　　发光二极管用来向光电元件放射光线，光电元件接受光线并控制输出场效应管导通或截止。光耦继电器还有另一种可控硅整流管（SCR）输出，它的负载电流比场效应管更大，后者可达到数安培，而前者可达到几十安培。

　　相对于电磁继电器，光耦继电器由于没有触点引起的磨损，使用寿命是无限的，同时也具有无震动、无切换声音等特性，与电磁继电器一样可控制各种负载（灯泡、发光二极管、加热器、马达等）。

　　

　　（输出导通状态下）当解除施加到光耦继电器输入端的电池时，输入端的发光二极管将停止发光，由于光电元件不再有光线的照射，光电元件的电压将下降，当从光电元件供给的电压开始下降时，通过控制电路导致场效应管上的电荷快速放电，继而使场效应管不再导通，负载被断开，灯泡不发光。

　　这个过程中所消耗的时间称为复位时间toff（Turn off time）

　　

　　（输出截止状态下）当电池通过限流电阻施加到光耦继电器的输入端时，输入端的发光二极管将发光，发出的光照射到对面的光电元件，光电元件根据光的强度将其转换成相应的电压，同时控制电路向场效应管的栅极充电，当栅极的电压达到场效应管的开启电压时，场效应管开始导通，灯泡发光。

　　这个过程中消耗的时间称为动作时间tON（Turn on time）

　　由于前后两级采用光电耦合的方式，因此输入输出间的绝缘电阻Riso（Isolation resistance）非常大，通常最小1000M欧姆

　　光耦继电器在正常工作时的输入部分如下图所示：

　　

　　外加电压V经限流电阻R后施加到发光二极管，二极管正向导通后，即在输入回路产生正向电流IF（Forward current），同时在二极管两端产生正向压降VF（LED dropout voltage），调整限流电阻R即可调节正向电流，其关系为：

　　

　　正向电流最大值约为几十毫安，实际应用时不应超过数据手册中的最大值，否则发光二极管的寿命将缩短，甚至损坏。

　　如果我们将外加电压从小到大调节时，逐渐增大的正向电流将使发光二极管从暗变亮，当光线大小刚刚足以使输出导通时的最小电流称为LED触发正向电流或工作电流IFON（LED operate current）；同样，当光耦继电器输出导通时，将外加电压从大到小调节，使输出刚刚关闭时的最大电流称为LED关断电流IFOFF（LED turn off current）

　　相反地，当输入端的发光二极管施加反向电压VR（LED reverse voltage），二极管处于截止状态，理想状态下回路中的电流为零，但实际二极管反向截止后的电阻是有限的，因此输入回路中还是会有一定的反向泄露电流IR（reverse current）。

　　实际应用时，反向电压不应超过数据手册规定的最大值，否则将导致二极管反向被击穿

　　

　　当输入发光二极管的光线足以使输出场效应管导通时，输出回路即产生回路电流，通常称之为连续负载电流IO，而把场效应管导通时的体电阻称为输出电阻RON（On resistance）

　　

　　当输出场效应管截止时，电池的电压将全部加在场效应管的两端，这时允许的最大电压称为负载电压VOFF，实际应用时不应超过最大值，否则场效应管可能会被击穿。

　　实际场效应管在截止时呈现的电阻不会是无穷大的，因此也会在输出回路产生一定的泄露电流ILEAK（Off state leakage current）

　　

　　既然是继电器，不可避免涉及到触点结构，与电磁继电器一样，光耦继电器

　　继电器的触点结构通常有3种，即

　　◆ 常开触点（normally open）：Form A或NO（中国代号：H）

　　◆ 常闭触点（normally closed）：Form B或NC（中国代号：D）

　　◆ 转换型触点（changeover）：Form C或CO（中国代号：Z），这个触点结构可以理解为单刀双掷开关SPDT（Single-Pole Double-Throw）

　　相应的符号如下图所示：

　　

　　实际的继电器可能封装了一个或多个通道，因此相应的触点类型也有很多，比如1a（1开）、1b（1闭）、1c、1a1b（1开1闭）等等，都是由上述3种触点结构组合起来的

　　从上图可以看出，Form C可以看成是一个Form A与Form B的组合（一个单刀双掷开关总是与一侧相接触，同时与另一侧断开），用光耦继电器来组合则如下图所示：

　　

　　此时输入电阻R的值，应如由下式决定：

　　

　　即输入回路包含两个串联的发光二极管的正向压降。

　　光耦继电器的使用方法

　　1、首先买块光耦继电器驱动模块，或者不怕麻烦的买原件自己焊接，但本篇以统一的模块为例。

　　

　　2、我买的是5V控制的，首先接好线。如图，DC分别接上电源，IN端接正5V。为了区分，分别装上按钮。

　　

　　3、NC接上灯1接火线，COM接地线，NO接灯2接火线。可以看见NC常开端的灯即使不做任何信号输入都是通路。

　　

　　4、先上电，再上信号，然后NO常闭端就会通路，同时会听见嗒的一声。

　　

　　

　　5、其实写货就像电磁继电器一个鬼样，就换了个光耦字样。