自制光耦檢測儀

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光電耦合器(Opticalcoupler，英文縮寫OC)是以光為媒介傳輸電信號的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。 　　引腳 1：陽極 (+) 引腳，將邏輯信號輸入到內(nèi)部 IR。 引腳 2 ：陰極 (-) 引腳，與電路和電源連接到公共地。 引腳 3 ：發(fā)射極引腳，通過電路和電源建立公共地。 引腳 4：集電極引腳，在接收到 IR 信號時傳輸邏輯輸出。 輸入的電信號驅(qū)動光發(fā)射源，使之發(fā)光，被光探測器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進一步放大后輸出。這就完成了電—光—電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，具有很強的共模抑制能力。所以，它在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在電腦數(shù)位通信及實時控制中作為信號隔離的界面器件，可以大大增加其工作之可靠性。 常用光耦PC817 的參數(shù)：<ul><li>高 VCEO（集電極-發(fā)射極電壓）：80V MAX</li><li>輸入二極管正向電壓：1.25V</li><li>最大集電極電流：50 mA</li><li>集電極和發(fā)射極的最大電壓比為 80V</li><li>4 引腳 DIP封裝和 SMT 封裝</li><li>輸入和輸出的內(nèi)部保護</li><li>CTR（當前傳輸率）可用于多個等級</li><li>下降時間：18 μs</li><li>上升時間：18 μs</li><li>截止頻率：80 kHz</li><li>最大功耗：200 mW</li><li>輸入輸出間高隔離電壓：5.0kV</li><li>最高工作溫度范圍為 -30 至 100 度。</li><li>內(nèi)部電阻為 100 Ω。</li><li>該 IC 的內(nèi)部存儲溫度范圍為-55 -125度。</li><li>焊接時，光耦的溫度范圍為260 度。</li></ul> PC817 常用的替代型號： 1.PC817 替代型號：4N25、6N136、MOC3021、MOC3041、6N137 2.PC817 等效產(chǎn)品：PC817A、PC817C、PC817B 和 PC817D 光耦常用于開關(guān)電源的強電與弱電的電氣隔離中。開關(guān)電源220V電輸入，經(jīng)整流橋和電容濾波后，得到300V左右的高壓直流電，高壓直流電經(jīng)過電源管理芯片智能調(diào)節(jié)占空比加到變壓器初級線圈，這樣在變壓器次級線圈上得到較低電壓的交流電，經(jīng)過整流濾波后得到所需的直流電。 　　如上圖，通過變壓器隔離了高壓和低壓部分，但電源管理芯片還需要一個輸出端反饋信號用來實時監(jiān)測輸出端電壓的高低，以便動態(tài)調(diào)節(jié)占空比來調(diào)節(jié)輸出電壓在恒定的范圍內(nèi)。 那么低壓區(qū)的反饋信號如何才能安全的傳遞到高壓區(qū)的電源管理芯片呢？這里就用到了光耦。光耦先把低壓區(qū)的電壓高低轉(zhuǎn)化為光信號，光信號投射到光耦高壓端的光敏三極管上，光敏三極管再把光信號轉(zhuǎn)化為電信號，進而傳遞給電源管理芯片。當輸出電壓上升時，光耦內(nèi)發(fā)光二極管電流增大，亮度升高，光耦的另一端通過三極管的電流也相應(yīng)增大；當輸出電壓下降時，光耦內(nèi)發(fā)光二極管電流減小，亮度降低，光耦的另一端通過三極管的電流也相應(yīng)減小。開關(guān)電源中一般要求光耦兩端的電流成比例的線性變化，從而為電源管理芯片提供精確的反饋信號。 維修中經(jīng)常要檢測光耦的好壞，因拆卸比較麻煩，在路檢測又難以實現(xiàn)，再加之拆下后檢測需要外加電源或使用雙表等方法，給檢測工作帶來了不小的麻煩和困難，有的干脆不論好壞一律換件維修，雖加快了維修進度，但也會造成元器件不必要的浪費。 為加快檢測速度，若有一臺能實現(xiàn)在路或單片檢測、簡單直插或搭插、能對直插管腳和貼片光耦進行便捷檢測，并憑直觀觀測即可確認好壞的儀器，是維修人員期盼已久的工具。 近期，網(wǎng)上出現(xiàn)了相應(yīng)功能的測試儀，小巧玲瓏，操作簡單，快捷高效，有意拍一個隨時取用，但一看十幾、二十幾塊錢的價位，對我這個善于琢磨、有點動手能力的人來說，倒不如自己做一套更實惠，既學(xué)到了知識，又提高了動手能力，更為自己提供了維修便利，何樂不為！ 于是參照網(wǎng)上的照片及功能簡介、評價等，結(jié)合常用光耦的參數(shù)、規(guī)格和相關(guān)電路圖示，畫出了電路原理圖，收集、采購了部分元器件，動手制作了起來。 基板為1.2㎜厚的單面洞洞板，裁剪為內(nèi)孔為4×17孔的長條；另裁剪一塊內(nèi)孔為2×4孔的小板，作為33.6×?1.36㎜、頭部為?1.5㎜黃銅彈性探針的固定板，四角的4個孔擴至剛好穿過探針尾部。兩塊板均四周打磨毛刺。將探針分別穿過4孔小板，然后將探針用焊錫或瞬間萬能膠固定在基板兩側(cè)，用作在路或單片光耦的檢測腳。用萬能膠將小板垂直固定在基板的下端。 基板厚1.2㎜，探針直徑1.36㎜，兩側(cè)探針的中心距恰好是光耦管腳間距的2.54㎜（實際2.56㎜）。基板短邊的4孔間距3×2.54=7.62㎜，正好符合光耦腳肩7.62㎜，兩列探針中間的兩排焊孔可用來制作貼片光耦的測試腳（本儀備用）。 另購或另裁4P管座，直接橫向焊在探針的上方，用作單片直插光耦的檢測插座；電阻為?w 1k的金屬膜電阻兩只；3㎜發(fā)光二極管兩只；貼片或直插微動按鈕1只；Micro USB插座1只；P100×H2黃銅九頭彈性探針4支。按照空位及方便操作的原則分別焊接固定，然后使用漆包線按電路連接關(guān)系分別聯(lián)通，經(jīng)檢查無誤后插電測試，正常后焊點涂407絕緣膠，既絕緣又美觀還不扎手，一臺便捷實用的光耦檢測儀就算制作好了，可以隨時取用。 為識別探針順序，便于與光耦管腳準確對應(yīng)，參照芯片管腳標記方法，用黑色油性馬克筆在小板上面接近1#探針的位置，點個小圓點，測試時標記的探針直接對應(yīng)光耦的1#管腳壓緊即可。 以下是相關(guān)的數(shù)據(jù)及實物圖片，僅供參考！ 　　使用說明：接通電源后D2亮，拇指、食指恰好捏住尾部，將按鈕納入指肚中便于按壓，按照黑點提示對準光耦4個管腳的管肩按下接入；單片的光耦可直接插入管座中；單片貼片光耦可直接妥放在測試腳條上（本儀此項待完善，見下）。若不按按鈕D1亮，拆下再測還亮則壞。若不按按鈕D1不亮，按下后亮，重按又亮沒壞。無論在路與否，按下按鈕后D1均不亮則壞。經(jīng)維修實戰(zhàn)，效果理想，效率提高，成本下來不足3塊錢（最貴的九爪頭探針2.4元/10支），制作簡易，物美價廉，值得擁有。 若有興趣，可繼續(xù)完成貼片光耦的測試腳條。將兩列探針中間的兩列焊孔分成4列，每列占3孔，兩列并排不重疊，中間兩孔做隔離用。先用焊錫填平焊孔，同時在背面引出4腳對應(yīng)的連接線，焊接到相應(yīng)的針腳或管腳上。將雙面導(dǎo)電銅膠帶剪成條狀，長度以貼滿連續(xù)的3個孔位為準，寬度為1個孔位，共剪4條，分別按圖示貼敷在探針中間的兩列焊孔上，壓實即可用來做貼片光耦的測試腳，基本能適應(yīng)光耦的大小，測試時可適當上下左右調(diào)整光耦，以便接觸良好。 為識別測試腳條順序，便于與貼片光耦管腳準確對應(yīng)，參照上述探針在小板上的標記方法，用黑色油性馬克筆在1#腳條頂部的位置點個小圓點，測試時標記的腳條直接對應(yīng)光耦的1#管腳壓實即可。具體圖示如下： （完）

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