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各类光电耦合器的检修方法(一)

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点击次数:571 更新时间:2020年02月13日11:07:34 打印此页 关闭


光电耦合器一般由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管(LED),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。这就完成了电-光-电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离,电信号传输具有单向性等特点,因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件,因而具有很强的共模抑制能力。

光电耦合器可实现电气隔离情况下的信号传输,在工业电路板上使用甚广,可见用于门极驱动、电流电压检测、数据传输、开关电源等。因为作为隔离器件的光耦通常有一个隔离端与高电压部分电气相联,加之光耦内的LED通电日久也存在老化现象,所以光耦是损坏率比较高的器件,在工控电路板上检修过程中是经常见到的。

工业电路板中比较常见的光耦及其测试方法:

<1>非线性光耦4N25,4N35,4N26,4N36


此类光耦只做普通的数字信号隔离传输使用,可以在线测试好坏,方法是使用指针万用表x10Ω档给光耦内部led施加电流,用数字万用表二极管档测试输出端导通情况,如果led无电流时输出不导通,led有电流时输出导通,说明光耦是好的。如图9.7所示。在线测试光耦,因为光耦led端有可能并联其它元件,可能施加的电流会被其它元件分流一部分,导致输入光耦led的电流不够,造成输出端无法驱动的情况,这时候可将指针表档位换成x1Ω,此档位可以提供更大电流,如果还是不能驱动,可以设法将光耦的一个输入脚焊锡熔化翘起脱离PCB,然后再施加电流。


           万用表在线测试光耦示意图

有时候在线测试使用指针万用表施加电流稍显不便,可以自制一款施加电流的光耦“驱动神器”

               自制光耦“驱动神器”

<2>低速线性光耦PC817 PC818 PC810 PC812 PC502 LTV817 TLP521-1 TLP621-1 ON3111 OC617 PS2401-1 GIC5102


           PC817、TLP521-1等光耦内部结构图

此类芯片多用于低速(100K bit/s以下)的数字接口电路如PLC、变频器的输入接口,或者开关电源的反馈电路中。此类光耦测试方法与非线性光耦相同。

<3> 高速光耦

此类光耦多用于通讯信号的隔离传输,通常在光耦输出端接有5V电源电压,方便与TTL电路的接口。按照速度划分,比较常见的此类光耦型号有:

100K bit/S: 

6N138、6N139、PS8703 

1M bit/S: 

6N135、6N136、CNW135、CNW136、PS8601、PS8602、PS8701、PS9613、PS9713、CNW4502、HCPL-2503、HCPL-4502、HCPL-2530(双路)、HCPL-2531(双路) 

10M bit/S: 

6N137、PS9614、PS9714、PS9611、PS9715、HCPL-2601、HCPL-2611、HCPL-2630(双路)、HCPL-2631(双路)

     


6N137 HCPL-2601 HCPL-2611



            HCPL-2630 HCPL-2631

此类光耦测试功能时需要在输出端通电,如果电路板有电源变换,可以在电路板的电源输入端加电,再检测光耦的供电是正常的,就可以在线进行测试了。测试时须将led端一个管脚脱离电路板,以免注入电流影响前级电路。如果电路板没有电源变换,可以直接使用可调电源在光耦电源端上加电,测试时led端管脚不必脱离电路板。

                        高速光耦的测试

有时候高速光耦的损坏也不是明显对输入信号无响应,而是响应速度不及正常情况,此时可以使用信号发生器结合放大电路来驱动光耦,再使用示波器测试高速光耦输出波形,调节信号发生器的频率,观察波形是否在高频时畸变来判断光耦是否响应良好。

                      高速光耦驱动电路

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