第4章光电信息技术应用-3

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1、4.2 光电控制光电控制4.2.1 光电继电器光电继电器4.2.2 光电遥控光电遥控 4.2.3 光纤开关光纤开关 由光电信息转换器件控制通与断开的继电器由光电信息转换器件控制通与断开的继电器称为称为光电继电器光电继电器。 4.2.1 光电继电器 一继电器原理 继电器是低压电路控制高压电器通与不通的联接器件。继电器是低压电路控制高压电器通与不通的联接器件。 继电器结构及工作原理如图继电器结构及工作原理如图4.2.11所示。所示。 继电器的电路符号如图继电器的电路符号如图4.2.12所示。所示。 光电继电器是用光控制继电器工作，从原理上讲，可光电继电器是用光控制继电器工作，从原理上讲，可归纳为归

2、纳为亮通亮通和和暗通暗通电路两类。电路两类。 1亮通光电控制电路亮通光电控制电路 当有光线照射于光当有光线照射于光电器件上时，使继电器电器件上时，使继电器有足够的电流而动作，有足够的电流而动作，这种电路称为这种电路称为亮通亮通光电光电控制电路，也叫控制电路，也叫明通明通控控制电路。最简单的亮通制电路。最简单的亮通电路如图电路如图4.2.13所示。所示。 如果光电继电器不受如果光电继电器不受光照时能使继电器动作，光照时能使继电器动作，而受光照时继电器释放，而受光照时继电器释放，则称它为则称它为暗通暗通控制电路。控制电路。 另一种方法是在亮通电路的基础上加一级倒相器，另一种方法是在亮通电路的基础上

3、加一级倒相器，也可完成暗通电路的作用。也可完成暗通电路的作用。 要说明的是，亮通和暗通是相对而言的，以上分要说明的是，亮通和暗通是相对而言的，以上分析都是假定继电器高压开关工作在常开状态，如工作析都是假定继电器高压开关工作在常开状态，如工作在常闭状态，则亮通和暗通也就反过来了。在常闭状态，则亮通和暗通也就反过来了。2暗通光电控制电路暗通光电控制电路 电子开关的种类很多，但一般的电子开关都适电子开关的种类很多，但一般的电子开关都适合在低压区工作，如晶体三极管、场效应管、合在低压区工作，如晶体三极管、场效应管、光电耦合器和门电路等；光电耦合器和门电路等； 适合高压区工作的电子开关有单向可控硅、双适

4、合高压区工作的电子开关有单向可控硅、双向可控硅和高压场效应管等。向可控硅和高压场效应管等。 二二 用电子开关替代继电器用电子开关替代继电器 电子开关不能完全隔断高压区，为了隔断高压区和低电子开关不能完全隔断高压区，为了隔断高压区和低压区，可以使用光电耦合双向可控硅或联合使用光电耦合压区，可以使用光电耦合双向可控硅或联合使用光电耦合器和双向可控硅。器和双向可控硅。 二二 用电子开关替代继电器用电子开关替代继电器 二二 用电子开关替代继电器用电子开关替代继电器1 双向可控硅基本结构双向可控硅基本结构三三 双向可控硅触发电路双向可控硅触发电路 双向可控硅基本结构如图所示。有两个主电极双向可控硅基本结

5、构如图所示。有两个主电极T T1 1、T T2 2（T T2 2是电位参考电极）和一个门极。它可以看成是一对反并联的普是电位参考电极）和一个门极。它可以看成是一对反并联的普通可控硅晶体管。图中通可控硅晶体管。图中 (a)(a)为基本结构，为基本结构，(b)(b)为双向可控硅的符为双向可控硅的符号，号，(c)(c)为双向可控硅型号的部颁标准。为双向可控硅型号的部颁标准。2. 双向可控硅特性曲线双向可控硅特性曲线工作在第一象工作在第一象限有二种触发限有二种触发方式方式1和和1；工作在第三象工作在第三象限有二种触发限有二种触发方式方式3和和3。双向可控硅特性曲线如图所双向可控硅特性曲线如图所示。从图

6、中可知，高压的正示。从图中可知，高压的正电压和反电压都能使可控硅电压和反电压都能使可控硅导通，只要导通，只要GG对对T T2 2加触发电加触发电压，正向触发电压和反向触压，正向触发电压和反向触发电压都能使可控硅导通，发电压都能使可控硅导通，但导通时可控硅两端有压降但导通时可控硅两端有压降存在，导通电流越大，压降存在，导通电流越大，压降越大，显然，消耗的功率也越大，显然，消耗的功率也大，这时，一定要采取散热大，这时，一定要采取散热措施。措施。 11332. 双向可控硅特性曲线双向可控硅特性曲线 双向可控硅有四种触发方式，双向可控硅有四种触发方式， 1触发形式：触发形式：T1对对T2加正加正电压，

7、电压，G对对T2加正电压；加正电压； 1触发形式：触发形式：T1对对T2加正加正电压，电压，G对对T2加负电压；加负电压； 3触发形式：触发形式：T1对对T2加负加负电压，电压，G对对T2加正电压；加正电压； 3触发形式：触发形式：T1对对T2加负加负电压，电压，G对对T2加负电压；加负电压；3双向可控硅的触发方式双向可控硅的触发方式 双向可控硅使用时，一般采用第一和第三象限的双向可控硅使用时，一般采用第一和第三象限的组合。组合。4 双向可控硅触发电路双向可控硅触发电路说明：说明：(a) S合上时，可控硅导通，触发方式是合上时，可控硅导通，触发方式是1+-3-(b) S打向打向1，电路关断；，

8、电路关断； S打向打向2，R2上得半波电压；上得半波电压；S打向打向3，可控硅全波导通。触发方式是，可控硅全波导通。触发方式是1+-3-(c) 直流电触发，触发方式是直流电触发，触发方式是1-3-(d) P1.1=1时，可控硅导通；触发方式是时，可控硅导通；触发方式是1-3-(e) P1.1=1时，可控硅导通；触发方式是是时，可控硅导通；触发方式是是1+-3+ 1 路灯、霓虹灯的自动控制路灯、霓虹灯的自动控制电路电路(a) 光照光照光敏电阻阻值变小光敏电阻阻值变小继电器继电器J动作动作常闭点常闭点J1断开断开灯灯GY熄灭；熄灭； 如要求路灯控制灵敏，可如要求路灯控制灵敏，可采用图采用图4.2.

9、18 (b)的电路。的电路。 (b) 光照光照光敏三极管阻值变小光敏三极管阻值变小晶体管晶体管BG1基极电位升高基极电位升高BG1截止截止BG2导通导通继继电器电器J动作动作常闭点常闭点J1断开断开接触器线圈接触器线圈JC无电无电常开触常开触点点JC1断开断开灯灯GY熄灭；熄灭；四四. 光电继电器应用光电继电器应用 防止闪电等短时干扰的路灯控制电路防止闪电等短时干扰的路灯控制电路 光 照 硒 光 电 池光 照 硒 光 电 池G G B G 1 饱 和饱 和BG2截止截止BG3导导通通BG4导通导通继电继电器器J动作动作常闭点常闭点J1断开断开接触器线圈接触器线圈JC无电无电常开触点常开触点JC

10、1断开断开灯灯GY熄熄灭；灭；反之，路灯反之，路灯GY亮。亮。 印刷机纸张监控器可以自动监测每次印刷的纸张是否印刷机纸张监控器可以自动监测每次印刷的纸张是否为一张，如果不是一张则发出报警讯响，停止印刷，为一张，如果不是一张则发出报警讯响，停止印刷，待整理好纸张后，再开始工作。待整理好纸张后，再开始工作。 2 印刷机纸张监控器印刷机纸张监控器 光电管透过纸张感受灯泡光电管透过纸张感受灯泡D发出的光发出的光光电管在强光光电管在强光下电阻为数千欧，弱光下为数兆欧下电阻为数千欧，弱光下为数兆欧 单、双张纸透光率为单、双张纸透光率为1：2。 单张纸时，调整电位器单张纸时，调整电位器W，使，使a点电位高于

11、转换电压点电位高于转换电压F1输出为低电位、输出为低电位、F2输出为高电位输出为高电位三极管饱和导三极管饱和导通通继电器继电器J0吸合、常闭点吸合、常闭点J0-1断开断开不报警。不报警。 双张纸时，双张纸时，a点电位低于转换电压点电位低于转换电压F1输出为高电位、输出为高电位、F2输出为低电位输出为低电位三极管截止三极管截止继电器继电器J0不吸合、常不吸合、常闭点闭点J0-1闭合闭合产生报警。产生报警。工作原理要点工作原理要点3 光控电焊眼罩光控电焊眼罩 液晶屏液晶屏P代替防护玻璃，提高工作效率。代替防护玻璃，提高工作效率。 光敏电阻光敏电阻RD1、RD2。 当没有光照射到当没有光照射到RD2