【技术货】光电耦合器的结构及性能检测方法

南召修电视 · 发表于 2019-3-25 13:46

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。

结构及其工作过程

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。

图11-9 光电耦合器的外形、内部电路结构与电气图形符号

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。

性能检测

(1)静态检测

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。

(2)性能测量

检测电路如图11-10所示，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。

图11-10 性能检测

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。