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光纤从光源接收的大功率为则面发光LED与光纤的耦合效率为即耦合效率为数值孔径的平方。设数值孔径取NA=0.13,则耦合效率只有η≈2%,的低。对于边发光LED和LD,它们的发散角比面发光LED要小,设其垂直和平行与结平面的发散角分别为θ⊥和θ∥,则它们与光线的直接耦合效率可按(式5.6)估算设条形LD的θ⊥=45°,θ∥=8°,NA=0.15,则计算出耦合效率η≈14%。可见,即使是发散角比较小的LD,其耦合效率也只有大约14%。光源发出的80%以上的功率都损耗掉了。
光耦合器的首要长处是:信号单向传输,输入端与输出端彻底完成了电气阻隔,输出信号对输入端无影响,抗搅扰才能强,作业安稳,无触点,运用寿命长,传输效率高。光耦合器是70年代发展起来产新式器材,现已广泛用于电气缘、电平转化、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号阻隔、级间阻隔、脉冲扩大电路、数字外表、远距离信号传输、脉冲扩大、固态继电器(SSR)、仪器外表、通讯设备及微机接口中。
普通光耦合器的CTR-IF特性曲线呈非线性,在IF较小时的非线性失真尤为严重,因此它不适合传输模拟信号。线性光耦合器的CTR-IF特性曲线具有良好的线性度,特别是在传输小信号时,其交流电流传输比很接近于直流电流传输比CTR值。因此,它适合传输模拟电压或电流信号,能使输出与输入之间呈线性关系。这是其重要特性。
光耦分为两种:一种是非线性光耦,一种是线性光耦。非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的。这种光耦适用于开关信号的传输,不适用于模拟信号。常用的4N系列光耦属于非线性光耦。线性光耦的电流传输特性曲线接近于一条直线,在信号较小时性能较好,可以用线性特性进行隔离和控制。常用的线性光耦是PC817a-c系列。电源中常用的光耦是线性光耦。如果使用非线性光耦合器,则振荡波形可能恶化,甚至可能出现寄生振荡,使得几千Hz的振荡频率被几十到几百Hz的低频振荡调制。因此,彩电、彩显示器、VCD、DCD等出现了。会在图像上受到干扰。同时,动力带的负载能力降低。如果光耦在彩电、显示器等电源维修中损坏,更换线性光耦。常用的四引脚线性光耦是PC817A-C.常用的六脚线性光耦如PC111TLP521包括LP632TLP532PC614PC714PS2031等。常用的4N254N264N354N36不适合开关电源,因为这四个光耦都是非线性光耦。
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