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光纤端面球透镜耦合。这种方法是将光纤端面做成一个半球形,使它起到短焦距透镜作用。端面球透镜可起到提高光纤的等效收光角的作用,因而耦合效率提高了。实验表明这种耦合方法对阶跃型光纤效果较好,对折射率型光纤则效果差些。圆柱透镜耦合。半导体所发出的光在空间是不对称的,在平行于PN结方向上光束比较集中(2θ∥约为5°~6°),在垂直于PN结方向上发散较大(2θ⊥约为40°~60°)。所以直接耦合时效率不高。如果设法使垂直于PN结方向上的光束压缩,整个光斑从细长的椭圆形变为接近圆形,然后再与圆形截面的光纤相耦合,这样耦合效率就会有很大提高。利用圆柱透镜可以达到这个目的。
常见的几种连接方式及其工作原理常用于反馈的光耦型号有TLP521、PC817等。这里以TLP521为例,介绍这类光耦的特性。TLP521的原边相当于一个发光二管,原边电流If越大,光强越强,副边三管的电流Ic越大。副边三管电流Ic与原边二管电流If的比值称为光耦的电流放大系数,该系数随温度变化而变化,且受温度影响较大。作反馈用的光耦正是利用“原边电流变化将导致副边电流变化”来实现反馈,因此在环境温度变化剧烈的场合,由于放大系数的温漂比较大,应尽量不通过光耦实现反馈。此外,使用这类光耦注意设计外围参数,使其工作在比较宽的线性带内,否则电路对运行参数的敏感度太强,不利于电路的稳定工作。
针对光偶选型,替代,采购,检测及实际使用过程中出现的光偶特性变化引起的产品失效问题,提供指导。光耦属于易失效器件,选型和使用过程中要特别的小心。目前发现,因光偶的选型,光偶替代,光偶工作电流,工作温度设计不当等原因导致产品出现问题,如何减少选型,设计,替代导致的产品问题,这里将制订出相关指导性规范。
根据输出形式分类光敏器件输出,包括光电二管、光阻器、光电池、光学晶闸管等。NPN三管输出,包括交流输入、直流输入、互补输出等。达林顿三管输出,包括交流输入、直流输入。逻辑门输出,包括栅输出、施密特触发输出、三态栅输出等。低导通输出(低电平输出)光开关输出(Ron<10Ω)功率输出(IGBT/MOSFET光耦继电器内部结构光电耦合的主要特点如下:输入输出端子之间的缘电阻一般大于10000MΩ,电压电阻一般可以超过1kV,有的甚至可以达到10kV。
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