光電耦合器MOC3041應(yīng)用之上篇
例1
圖中的光耦MOC3041是用來隔離可控硅上的交流高壓和直流低壓控制信號的。其輸出用來觸發(fā)雙向可控硅，選用ST
Microelectronics公司的T4系列，內(nèi)部集成有緩沖續(xù)流電路，不用在雙向可控硅兩端并聯(lián)RC吸收電路，可以直接觸發(fā)，電路設(shè)計(jì)比較簡單。
P1.0通過可控硅、交流接觸器、過流保護(hù)器和斷相保護(hù)器控制電機(jī)，圖中僅給出帶過零觸發(fā)的雙向晶閘管觸發(fā)電路。MOC3041為光耦合雙向可控硅驅(qū)動(dòng)器，輸入端驅(qū)動(dòng)電流為15mA，適用于220V交流電路。
1、MOC3041的工作電流僅十余個(gè)毫安，直接驅(qū)動(dòng)20瓦的功率非常勉強(qiáng)，不敢保證長時(shí)間工作不會(huì)燒壞，應(yīng)該讓3041驅(qū)動(dòng)97A6的可控硅，再用可控硅驅(qū)動(dòng)電磁閥。
2、實(shí)踐證明，51單片機(jī)驅(qū)動(dòng)PNP管的時(shí)候，在工作條件接近臨界點(diǎn)的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)關(guān)不斷的現(xiàn)象，其原因在于：（1）端口的高電平并不是嚴(yán)格的Vcc電壓，而是比Vcc略低，這種略低的電壓足以形成給Q1一個(gè)很小的偏置電壓Vbe，雖然該電壓遠(yuǎn)小于0.7V，但經(jīng)過三極管放大后，卻能夠造成Q1集電極有極小的電流存在，盡管該電流不足以導(dǎo)致LED發(fā)出用肉眼能看到的亮光，但是在密封的光耦合器內(nèi)，卻能夠?qū)е鹿怦詈蠀^(qū)工作；（2）PNP管要比NPN極管有更大的穿透電流，即：在基極B完全斷開的情況下，集電極仍然有極小的電流存在。
綜合以上兩點(diǎn)，該電路的設(shè)計(jì)是存在缺欠的，改進(jìn)方法如下：
1、MOC3041與氣閥之間加入一個(gè)可控硅（必須）
2、建議改用NPN管驅(qū)動(dòng)，如果必須要用PNP管，就應(yīng)該在B和E之間接一個(gè)10K左右的電阻；或者在發(fā)射極串入一個(gè)二極管，以起到鉗位作用，即保證PNP管能可*關(guān)斷；或者干脆將耦合器的1和2腳改接在發(fā)射極，并讓集電極通過電阻接地。
1、不推薦用3041直接驅(qū)動(dòng)電磁閥，加一個(gè)可控硅非常有必要。
2、用單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)3041是可以的。
3、用2K電阻能可*驅(qū)動(dòng)，因?yàn)閮?nèi)部的光耦合幾乎是100%的耦合，只要微弱發(fā)光即可。
例2
交流接觸器C 由雙向晶閘管KS 驅(qū)動(dòng)。光電耦合器MOC3041 的作用是觸發(fā)雙向晶閘管KS 以及隔離單片機(jī)系統(tǒng)和接觸器系統(tǒng)。MOC3041 的輸入端接7407，由單片機(jī)的P<SUB>1.1</SUB>端控制。P<SUB>1.1</SUB>輸出低電平時(shí)，KS導(dǎo)通，接觸器C吸合。P<SUB>1.1</SUB>輸出高電平時(shí)，KS關(guān)斷，接觸器C釋放。MOC3041內(nèi)部帶有過零控制電路，因此KS 工作在過零觸發(fā)方式。
例3
單片機(jī)處理完數(shù)據(jù)后，發(fā)出控制信號控制外電路工作，開關(guān)型驅(qū)動(dòng)接口中單片機(jī)控制輸出的信號是開關(guān)量，有發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)接口，光電耦合器驅(qū)動(dòng)接口，液晶顯示器驅(qū)動(dòng)接口，晶閘管輸出型驅(qū)動(dòng)接口和繼電器型驅(qū)動(dòng)接口?？刂茡P(yáng)聲器采用的是晶閘管輸出型光電耦合驅(qū)動(dòng)接口。
電路如圖2 所示。晶閘管輸出型光電耦合器的輸出端是光敏晶閘管。當(dāng)光電耦合器的輸入端有一定的電流流入時(shí)，晶閘管導(dǎo)通。采用4N 40單相晶閘管輸出型光電耦合器，當(dāng)輸入端有15-30mA的電流時(shí)輸出端的晶閘管導(dǎo)通。輸出端的額定電壓為400V ,額定電流有效值為300mA。4N 40的6腳是輸出晶閘管的控制端，不使用此端時(shí)，可對陰極接一電阻。所以，當(dāng)8031的P1.0為低電平時(shí)，二極管導(dǎo)通，發(fā)光，觸發(fā)晶閘管使其導(dǎo)通，揚(yáng)聲器報(bào)警。
自動(dòng)通車接口電路設(shè)計(jì)
圖2 光電耦合器驅(qū)動(dòng)接口電路
8031與自動(dòng)停車電路間用的是交流電磁式接觸器的功率接口。具體電路如圖3 所示。
圖3 交流接觸器接口
交流接觸器C 由雙向晶閘管KS 驅(qū)動(dòng)。光電耦合器MOC3041 的作用是觸發(fā)雙向晶閘管KS 以及隔離單片機(jī)系統(tǒng)和接觸器系統(tǒng)。MOC3041 的輸入端接7407，由單片機(jī)的P1.1端控制。P1.1輸出低電平時(shí)，KS導(dǎo)通，接觸器C吸合。P1.1輸出高電平時(shí)，KS關(guān)斷，接觸器C釋放。MOC3041內(nèi)部帶有過零控制電路，因此KS 工作在過零觸發(fā)方式。
例4
與雙向可控硅配套的光電隔離器稱為光耦合雙向可控硅驅(qū)動(dòng)器，如圖所示
與一般光耦不同的是它的輸出部分是一硅光敏雙向可控硅，一般還帶有過零觸發(fā)檢測器（如上圖中的A），以保證在電壓接近零是觸發(fā)可控硅。常用的有MOC3000系列，我們的設(shè)計(jì)采用MOC3041,
下圖為光耦與雙向可控硅的接線圖
不同的光隔，其輸入端驅(qū)動(dòng)電流也不一樣，如MOC3041為15mA,電阻R則在驅(qū)動(dòng)回路中起到限流的作用，一般在微機(jī)測控系統(tǒng)中，其輸出可用OC門驅(qū)動(dòng)，在光隔輸出端，與雙向可控硅并聯(lián)的RC是為了在使用感性負(fù)載時(shí)吸收與電流不同步的過壓，而門級電阻則是為了提高抗干擾能力，以防誤觸發(fā)。
實(shí)際可行方案protel原理圖(變動(dòng)了幾個(gè)電阻)
例5
為了實(shí)現(xiàn)水溫的PID控制，功率放大電路的輸出不能是一個(gè)簡單的開關(guān)量，輸入電爐的加熱功率必須連續(xù)可調(diào)；
改變輸入電爐的電壓平均值就可改變電爐的輸入功率，而較簡單的調(diào)壓方法有相位控制調(diào)壓和通斷控制調(diào)壓法；
采用通斷控制調(diào)壓法不僅使輸出通道省去了D/A轉(zhuǎn)換器和可控硅移相觸發(fā)電路，大大簡化了系統(tǒng)硬件，而且可控硅工作在過零觸發(fā)狀態(tài)，提高了設(shè)備的功率因數(shù)，也減輕了對電網(wǎng)的干擾。
例6
圖4．24 是4N40 的接口電路。
4N40 是常用的單向晶閘管輸出型光電耦合器，也稱固態(tài)繼電器。當(dāng)輸入端有15～30mA 電流時(shí)，輸出端的晶閘管導(dǎo)通，輸出端的額定電壓為400V，額定電流為300mA。輸入輸出端隔離電壓為1500V～7500V。
4N40 的第6 腳是輸出晶閘管控制端，不使用此端時(shí)，此端可對陰極接一個(gè)電阻。
