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今天是 4N35 光耦合器,主要是以下几个方面:
一、4N35 是什么元器件?
4N35 是一款适用于一般应用的光耦合器,由一个红外 LED 灯和一个 NPN 光电晶体管组成。
4N35 使用 6 引脚 DIP 封装。响应时间通常为 3 μs,输入电流为 10 mA 时的最小 CTR 为 100%。
4N35 光耦合器
二、4N35 光耦合器引脚排列
4N35 光耦合器引脚排列图
4N35 光耦合器引脚排列图
4N35 光耦合器
三、4N35 CAD 模型
1、4N35 电路模型
4N35 电路模型
2、4N35 封装图
4N35 封装图
3、4N35 3D 模型图
4N35 3D 模型图
四、4N35 特征参数
五、如何使用 4N35
要使用 4N35 非常简单,就像上面说的,4N35 包含两个部分或组件,一个 IRLED 和一个光电晶体管。LED 阳极引脚可以连接到你正在操作或工作的设备(例如任何 IC 或微控制器)的输出和阴极 LED 的引脚应与该设备的接地连接,就和正常的 LED 一样。
例如:你也需要使用限流电阻,当设备的输出变成高电平时,LED 将打开,并且光电晶体管检测到红外光,使其饱和或打开,因此集电极和发射极引脚将短路,因此任何与引脚连接的导线4 和 5 将相互连接,内部光电晶体管也可以像普通 BJT 晶体管一样进行控制。
六、4N35 光耦合电路工作原理
下图为使用 4N35 光耦合器构建 的光耦电路。
光耦合电路的工作原理
这里在光耦合器电路的输入侧放置了一个拨动开关,可以打开和关闭电路。除非红外 LED 亮起,否则光耦合器无法工作,我们可以通过打开或关闭红外 LED 打开和关闭电路。这就控制了整个电路。
在输出端,由于有电气隔离,我们需要放置一个电源,以便负载。在这种情况下,LED 可以打开。因此,我们将 3V 电源连接到集电极,这会打开 LED。
下图为 面包板上的光耦合电路。
面包板上的光耦合电路
如果还不够明显的话,就看下面这个电路,原理其实类似:
光电耦合器的工作原理图
红外 LED 的阳极(引脚 1)和阴极(引脚 2)引脚将分别连接到逻辑输入和接地。集电极引脚(引脚 5)使用电阻器上拉,输出设备连接到另一端。在我们的案例中,我们连接了一个输出探针来监控输出。发射器引脚(引脚 4)要接地。
注意:不要将发射器和阴极引脚连接到同一地,因为它们是用来隔离的。
下图为光耦合电路工作原理动图:
耦合电路的动图
工作原理:当 IR LED 提供逻辑 0 输入时,LED 将处于关闭状态,不会触发晶体管,我们将收到的输出是集电极 – 发射极端子上的高电平。当 LED 提供逻辑 1 时,LED 将打开并触发晶体管并短路集电极 – 发射极结,我们将在输出端收到 0。
注意:集电极-发射极电压最高可设置为 30V。
七、4N35 电路应用
1、4N35 构建电机电路
电机电路必须保护微控制器免受来自 PWM 驱动的直流电机的电压尖峰的影响。
4N35 将 MCU 与电机完全隔离。1N4001 缓冲二极管为来自电机的反极性尖峰提供接地路径,与 1N4001 并联的电容为更高频率噪声提供接地路径。
该电路中的某些组件需要进行反复试验,才能确定具体的值。连接到 4N35 基极的电阻应设置为最佳下降时间,可能约为 1MOhm。与电机并联的电容是陶瓷的(电解太慢),应该从 ~0.1uF 的值开始。如果模拟输入上有太多尖峰噪声,可以增加该值。
4N35 构建电机电路
限制 PWM 频率的是 4N35 的带宽,该设备的带宽很低,因此我们将使用大约 1kHz 的 PWM 频率。
2、电机控制电路
使用光耦的电机控制电路如下所示:
电机控制电路
你可以在上面的电路图中看到,光耦的引脚 1 和 2 通过开关和电阻连接到直流电源。电机通过 双向可控硅连接到交流电源,此处光耦合器用于触发双向可控硅。
当我们打开开关时,光耦合器内的 LED 将打开,光线落在晶体管上。当晶体管开始导通时,双向可控硅 将被触发,因此电机将打开。
高压交流电路和低压直流电路通过光耦合器相互隔离。
3、其他应用
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