专题：手把手学习硬件基础------10、常用器件

一、光耦

光耦也称光电隔离器或光电耦合器，简称光耦

光耦一般由三部分组成：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。

由于光耦以光为媒介传输电信号，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，在数字电路上获得广泛的应用，目前它已称为种类最多、用途最广的光电器件之一。

1、光耦分类

线性光耦和非线性光耦

非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的，这类光耦适合于开关信号的传输，不适合传输模拟量。常用的4N系列光耦属于线性光耦。

线性光耦的电流传输特性曲线是接近直线，并且小信号时性能较好，能以线性特性进行隔离控制。常用的线性光耦是PC817A-C系列

2、光耦参数

输入参数：

正向工作电压Vf：是指在给定的工作电流下，LED本身的压降

反向电压Vr：是指LED所能承受的最大反向电压，超过此反向电压，可能会损坏LED

允许功耗Pd：LED所能承受的最大功耗值。超过此功耗，可能会损坏LED

正向工作电流：If是指LED正常发光时所流过的正向电流值

输出参数：

集电极电流：光敏三极管集电极所流过的电流，通常表示最大值

集电极-发射极电压Vceo：集电极-发射极所能承受的电压

其他参数

电流传输比CTR：电流传输比时光耦合器的重要参数，指光敏三极管和发光管的电流比最小值；稳定工作的条件：Ic/If ≥ CTR => If * CTR ≥ Ic

隔离电压：输入和输出之间的隔离电压，一般可超过1KV，有的甚至可以达到10KV以上

3、应用电路

查表可得CTR=1.3-2.6

6.4*1.3 = 8.32 >3.3满足条件

二、蜂鸣器

1、技术理论

蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，作为发生器件，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、工业设备、消费电子等产品。

按组成结构，分压电式蜂鸣器与电磁式蜂鸣器

按工作方式，分有源蜂鸣器与无源蜂鸣器

故，蜂鸣器共四种：

有源压电式蜂鸣器，有源电磁式蜂鸣器，无源压电式蜂鸣器，无源电磁式蜂鸣器

2、有源与无源蜂鸣器

这里的源不是指电源，而是指震荡源，也就是说，有源蜂鸣器内部带震荡源，所以只要一通电就会叫；而无源内部不带震荡源，所以如果用直流信号无法令其鸣叫，必须用2K-5K的方波去驱动它；

3、应用电路

a、驱动有源蜂鸣器

b、驱动无源蜂鸣器

有源蜂鸣器分正负极，不能接反；无源不分正负；

三、继电器

继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统和被控制系统，通常用于自动控制电路中，它实际是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”

2、继电器分类

常用继电器分为电磁继电器与固态继电器

电磁继电器：利用电磁效应控制机械触点达到通断目的，给带有铁芯线圈通电-线圈电流产生磁场-磁场吸附衔铁动作通断触点，整个过程是“小电流-磁-机械-大电流”这样一个过程。

优点：价格便宜，驱动简单，隔离效果好

缺点：体积大，寿命相对短

固态继电器：由微电子电路，分立电子器件，电力电子功率器件组成的无触点开关，用隔离器件实现了控制端与负载端的隔离，固态继电器的输入端用微小的控制信号，达到直接驱动大电流负载。

3、名词解释

常开端：线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合，以合字的拼音字头“H”表示

常闭端：线圈不通电时两触点是闭合的，通电后两个触点就断开，用断字的拼音头“D”表示

公共端：开关熟肉，比如接12V，24V，220V

4、继电器参数

额定工作电压：指继电器正常工作时线圈所需要的电压，根据继电器型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压；

直流电阻：电磁继电器-继电器中线圈的直流电阻，可以通过万用表测量；固态继电器-输入回路的阻抗

吸和电流：继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定的工作。而对于线圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁；

释放电流：是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流

触点切换电压和电流：是指继电器允许加载的电压和电流，它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点

触点寿命：由于固态继电器无触点，这个主要针对电磁继电器，指触电弹片的切换次数，理论一般可达百万次

Ic = (5-0.1)/55 = 0.09A

Ib = 3.3/1k = 3.3mA

饱和状态 Ib*β > Ic

3.3*120 = 396mA > 90mA

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