变频器电路中的光电耦合器应用

一、电路中为什么要使用光耦器件？
　　电气隔离的要求。

A 与 B 电路之间，要进行信号的传输，但两电路之间由于供电级别过

于悬殊，一路为数百伏，另一路为仅为几伏；两种差异巨大的供电系统，无法将电源共用

　　

A 电路与强电有联系，人体接触有触电危险，需予以隔离。而 B 线路板为人体经常接触

的部分，也不应该将危险高电压混入到一起。两者之间，既要完成信号传输，又必须进行电
气隔离；
　　运放电路等高阻抗型器件的采用，和电路对模拟的微弱的电压信号的传输，使得对电
路的抗干扰处理成为一件比较麻烦的事情

——从各个途径混入的噪声干扰，有可能反客为

主，将有用信号

“淹没”掉；

　　除了考虑人体接触的安全，又必须考虑到电路器件的安全，当光电耦合器件输入侧受
到强电压（场）冲击损坏时，因光耦的隔离作用，输出侧电路却能安全无恙。
　　以上四个方面的原因，促成了光耦器件的研制、开发和实际应用。光耦的基本作用，是
将输入、输出侧电路进行有效的电气上的隔离；能以光形式传输信号；有较好的抗干扰效果；
输出侧电路能在一定程度上得以避免强电压的引入和冲击。
　　二、光电耦合器件的一般属性：
　　

1、结构特点：输入侧一般采用发光二极管，输出侧采用光敏晶体管、集成电路等多种形

式，对信号实施电

-光-电的转换与传输。

　　

2、输入、输出侧之间有光的传输，而无电的直接联系。输入信号的有无和强弱控制了发

光二极管的发光强度，而输出侧接受光信号，据感光强度，输出电压或电流信号。
　　

3、输入、输出侧有较高的电气隔离度，隔离电压一般达 2000V 以上。能对交、直流信号

进行传输，输出侧有一定的电流输出能力，有的可直接拖动小型继电器。特殊型光耦器件能
对毫伏，甚至微伏级交、直流信号进行线性传输。
　　

4、因光耦的结构特性，输入、输出侧需要相互隔离的独立供电电源，即需两路无“共地”

点的供电电源。下述一、二类光耦输入侧由信号电压提供了输入电流通路，但实质上输入信
号回路，也是有一个供电支路的；而线性光耦，则输入侧与输出侧一样，是直接接有两种
相隔离的供电电源的。
　　三、在变频器电路中，经常用到的光电耦合器件，有三种类型：
　　

1、一种为三极管型光电耦合器，如 PC816、PC817、4N35 等，常用于开关电源电路的输

出电压采样和误差电压放大电路，也应用于变频器控制端子的数字信号输入回路。结构最为
简单，输入侧由一只发光二极管，输出侧由一只光敏三极管构成，主要用于对开关量信号
的隔离与传输；
　　

2、第二种为集成电路型光电耦合器，如 6N137、HCPL2601 等，输入侧发光管采用了延

迟效应低微的新型发光材料，输出侧为门电路和肖基特晶体管构成，使工作性能大为提高。
其频率响应速度比三极管型光电耦合器大为提高，在变频器的故障检测电路和开关电源电
路中也有应用；