光電耦合器(opticalcoupler，英文縮寫為OC)亦稱光電隔離器或光耦合器，簡稱光耦。它是以光為媒介來傳輸電信號(hào)的器件，通常把發(fā)光器(紅外線發(fā)光二極管LED)與受光器(光敏半導(dǎo)體管)封裝在同一管殼內(nèi)。
4N28是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的單通道光電晶體管耦合器。該系列包括4N25、4N26、4N27和4N28。每個(gè)OPTOCOUPLER都由砷化鎵紅外LED和一個(gè)硅NPN光電晶體管組成。在芯片中，初級(jí)電路和次級(jí)電路是電氣隔離的。一對二極管和光電晶體管在那里提供初級(jí)和次級(jí)電路之間的光學(xué)觸發(fā)機(jī)制。
4N28引腳配置
4N28是六引腳IC，可提供各種封裝。基本上，我們在芯片中僅使用四個(gè)引腳，但最多可以使用五個(gè)引腳。二極管和光電晶體管的內(nèi)部連接描述如下。
1、4N28功能和規(guī)格
2、與通用邏輯系列的接口
3、隔離測試電壓5000VRMS
4、輸入輸出耦合電容<0.5pF
5、輸入輸出隔離電壓：500VRMS
6、用于開啟的IRLED正向電壓：1.2V-1.5V(通常為1.3V，1.5V是絕對最大正向電壓)
7、IR(ON)期間的IRLED正向電流：10mA-80mA(通常為10mA，80mA是絕對最大正向電流)
8、IRLED最大反向電壓：6V
9、IRLED最大反向電流：10uA
10、光電晶體管的集電極和發(fā)射極之間的最大電壓：70V
11、允許通過的最大電流TRANSISTORCOLLECTOR(IC)：100mA
12、當(dāng)前傳輸率(CTR)：10%
13、典型上升時(shí)間：3us
14、典型下降時(shí)間：3us
15、無需額外的電源即可使芯片工作。
4N28光電耦合器IC有很多替代品，例如4N26、4N27、4N25、4N33，MCT2E等。在更換之前，我們確實(shí)需要檢查電氣參數(shù)。更換時(shí)不帶電壓，電流和頻率參數(shù)可能會(huì)導(dǎo)致電路永久損壞。
4N28光電耦合器概述
當(dāng)您想將兩個(gè)電路電氣隔離但仍希望具有直接控制機(jī)制時(shí)，基本上使用微控制器。假設(shè)您要使用控制器輸出來控制小型直流電動(dòng)機(jī)。但是您不能將直流電動(dòng)機(jī)直接連接到控制器，因?yàn)樗敲舾性O(shè)備。因此，為了隔離負(fù)載電路并保護(hù)微控制器免受電壓波動(dòng)的影響，我們可以使用4N28光電耦合器。
如何使用4N28光電耦合器
如引腳圖所示，該芯片具有兩個(gè)組件。它們是紅外二極管和光電晶體管。IRDIODE連接在端子1和2之間。PHOTOTRANSISTOR連接在端子4、5和6之間。我們將芯片與其他幾個(gè)組件連接起來，以構(gòu)成示例電路。
如以上電路所示，芯片從微控制器獲取觸發(fā)脈沖，它們充當(dāng)INPUT。在收集器上連接了一個(gè)MOTOR，用作輸出。
在INPUT，我們將從微控制器獲得+3.3V邏輯信號(hào)。由于該引腳表示IRDIODE的正極，因此它將通電。通電后，IRDIODE將在內(nèi)部發(fā)射紅外線。這些光線將落在PHOTOTRANSISTOR上以將其打開。當(dāng)晶體管導(dǎo)通時(shí)，電流流過負(fù)載電路，電動(dòng)機(jī)兩端將出現(xiàn)電壓。因此，當(dāng)微控制器在INPUT處向芯片提供HIGH邏輯時(shí)，電動(dòng)機(jī)就會(huì)旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)微控制器觸發(fā)器變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，IRDIODE輸入變?yōu)榈碗娖健Ｓ捎跊]有電源，紅外二極管停止發(fā)射輻射。一旦沒有輻射，光敏電阻將關(guān)閉，晶體管將從低電阻狀態(tài)跳到高電阻狀態(tài)。高電阻下，整個(gè)電源電壓會(huì)出現(xiàn)在晶體管兩端，并且負(fù)載電路中的電流為零。因此，電動(dòng)機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)微控制器在輸入端向芯片提供LOW邏輯時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。
在該電路中，MOTO-PHOTOTRANSISTOR用作負(fù)載電路，而MCROCONTROLLER-IRDIODE則用作觸發(fā)電路。您會(huì)看到電動(dòng)機(jī)從+12V電池電源而不是觸發(fā)電路汲取功率。而且，此處的PHOTOTRANSISTOR側(cè)次級(jí)電路與IRDIODE初級(jí)電路完全隔離。因此，我們達(dá)到了使用OPTOCOUPLER隔離兩個(gè)電路的目的。
光電耦合器應(yīng)用領(lǐng)域
1.電路隔離
2.直流電機(jī)調(diào)速
3.照明系統(tǒng)
4.PWM應(yīng)用
5.交流電源檢測
6.磁簧繼電器驅(qū)動(dòng)
7，開關(guān)電源反饋
8，電話鈴聲檢測
9.邏輯接地隔離
10.邏輯耦合與高頻噪聲抑制