專利名稱：氖管式光電耦合電壓監(jiān)測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光電耦合技術，特別是涉及一種利用氖管類發(fā)光部件 作為發(fā)光源的光電耦合器進行電壓監(jiān)測裝置。
背景技術：
光電耦合器是一種以光為媒介傳輸電信號的光電轉換器件，包括 發(fā)光源(以下稱光源)和受光器(以下稱光敏器件)兩部分，光源和 光敏器件組裝在同一密閉的殼體內，彼此間用透明絕緣體隔離。其中 光源的引腳為輸入端，光敏器件的引腳為輸出端。其工作原理為在光電耦合器輸入端加電信號使光源發(fā)光，光的 強度取決于激勵電流的大小，光照射到光敏器件上，光敏器件因光電 效應而產生了光電流，并由光敏器件輸出端引出，從而實現電一光一 電的轉換。光電耦合器具有體積小、壽命長、工作溫度范圍寬、無觸點、可 靠性高、抗干擾能力強等優(yōu)點。特別是其輸入與輸出在電氣上完全隔 離的特點，因而得到廣泛的應用.光電耦合器目前普遍應用于隔離電 路、負載接口及各種家用電器等電路中。例如其廣泛應用于電壓自動 增益回路和穩(wěn)壓電路，以及光電測試電路和光控制電路中。其可代替繼電器、變壓器、斬波器等，適用于隔離線路、開關電路、數模轉換、 邏輯電路、長線傳輸、過流保護、高壓控制、電平匹配、線性放大等 方面。光電耦合器的種類較多，目前普遍使用的光源為發(fā)光二極管，光 敏器件為光敏二極管、光敏三極管、可控硅等。各種用電設備在實際應用中，由于電源故障或者人為破壞以及錯 誤接入等原因致使電源電壓突然升高，而引起接入在線路中的電路和 用電設備大量燒毀，嚴重的會危機操作者和使用者的人身安全。為了 保證電路、用電設備以及人身安全，長期以來人們采用多種方法對電 源電壓進行實時監(jiān)測和控制，但是這些方法一則成本較高，二則電路 較復雜，給應用和推廣造成很大的障礙，至今在各種中高檔家電和儀 器設備中仍鮮有應用。因此如何經濟、可靠的進行電壓監(jiān)測和控制不 但具有巨大的經濟效益，還具有非常現實的社會效益。發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種利用氖管類發(fā)光部件作為發(fā)光源的光 電耦合器進行電壓監(jiān)測裝置。 本發(fā)明的技術方案如下一種氖管式光電耦合電壓監(jiān)測裝置，包括電壓信號輸入部分和電 壓信號輸出部分，所述電壓信號輸入部分和電壓信號輸出部分分別和 光電耦合器的發(fā)光源及受光器相連接，其特征在于所述光電耦合器 的發(fā)光源為充有惰性氣體的、可在外在電壓激勵下發(fā)光的氖管類結構。所述發(fā)光源為氖管。所述受光器為光敏二極管、光敏三極管或者光敏電阻、可控硅。 所述受光器輸出端與信號放大電路或者開關電路的輸入端相連，用以提高輸出信號驅動能力。所述信號放大電路包括一集電極開路的三極管，其輸出端外接執(zhí)行電路。所述電壓信號輸入部分中，氖管與分壓電阻R2并聯，該并聯電 路單元與分壓電阻R,串接。所述分壓電阻R2為固定電阻或者可調電阻。本發(fā)明的技術效果在于本發(fā)明采用氖管類結構作為光電耦合的發(fā)光源，當氖管中的氣體 和電極恒定后，其起輝電壓即基本確定，根據這一原理，利用氖管制 成的光電耦合器件就可以在起輝電壓的臨界點，得到一個光電轉換信 號，通過電一光一電的轉換，在信號輸出部分輸出一個電信號，經過 信號放大，輸出到執(zhí)行電路實現電壓監(jiān)控的目的。氖管的起輝電壓一般為幾十伏特，本發(fā)明通過設置分壓電阻，利 用分壓電阻進行電壓分流，即可監(jiān)測不同的電壓，與現有的發(fā)光二極 管式光電耦合器不同的是，氖管起輝完全不受交直流的限制，因此， 相對于發(fā)光二極管式光電耦合而言，首先，氖管式光電耦合，交、直 流電壓均可監(jiān)測，適用性好；其次，與現有的電壓監(jiān)測方法或裝置相 比，本發(fā)明的電壓監(jiān)測裝置避免了交直流轉換和電網電壓隔離的難題，而且，氖管式光電耦合裝置無需配置整流電路，特別是采用可控 硅輸出時，完全可以工作在交流狀態(tài)，結構簡單，可靠性高；另外， 本發(fā)明的電壓監(jiān)測裝置尤其適合監(jiān)測100V以上的電源電壓。


圖1所示為本發(fā)明氖管式光電耦合電壓監(jiān)測裝置的電壓監(jiān)測原 理電路圖；圖2所示為本發(fā)明氖管式光電耦合電壓監(jiān)測裝置的通用型電壓 監(jiān)測原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。如圖1所示是本發(fā)明的氖管式光電耦合電壓監(jiān)測裝置的基本原 理電路圖。如圖1所示是本發(fā)明氖管式光電耦合電壓監(jiān)測裝置的基本原理 圖。其中輸入部分包括發(fā)光源——氖管1，氖管1的兩個輸入端A、 B分別與電壓監(jiān)測電路相連，輸出部分包括與氖管1對應的受光器為 光敏三極管2，氖管1經加載電壓起輝，光敏三極管2受光產生電信 號并經由其兩個輸出端A'、 B'輸出。如圖2所示為本發(fā)明的氖管式光電耦合電壓監(jiān)測裝置的通用型 電壓監(jiān)測電路圖。為了增大本發(fā)明電壓監(jiān)測裝置的適用范圍，在輸入部分，氖管l與分壓電阻4并聯，并與分壓電阻5串聯，其中分壓電阻4為可調電 阻。光敏三極管2的輸出端為集電極開路的三極管3，三極管3可以 外接上拉電阻，或者接入可控硅、繼電器等執(zhí)行電路，對目標電路進 行保護。以氖管的起輝電壓60V為例，如果用來監(jiān)測額定電壓為220V的 國內交流電網，假如設定最高為240V時則輸出信號給執(zhí)行機構采取 保護措施，只需要適當選取分壓電阻R1和R2的阻值即可。當電壓 超過240V時，氖管起輝，Out輸出端電壓即可出現由高到低的跳變， 或者驅動可控硅、繼電器、脫鉤器，或者其它相應執(zhí)行電路工作，以 達到對目標電路進行保護的目的。本發(fā)明的電壓監(jiān)測裝置在氖管未起輝時輸入端平時耗電只有微 安級，可以忽略不計；響應時間小于1/10秒，監(jiān)測精度高，實驗證 明，本發(fā)明的電壓監(jiān)測裝置電壓監(jiān)測精度高于3%;適用電壓幅值寬， 當R2采用可調電阻時，可以根據實際需要隨時設定電壓監(jiān)測值。本發(fā)明的氖管式電壓監(jiān)測裝置利用氖管作為發(fā)光源，不但可以直 接適用于直流電壓監(jiān)測，而且可以適用于交流電壓監(jiān)測，與發(fā)光二極 管式光電耦合電路相比，結構不但簡單，而且無需配置整流電路。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。應當指出，對于本領域的 技術人員而言，依據本發(fā)明的實質還可以做出其它的變型和改進，但 這些變型和改進均將落入本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1. 一種氖管式光電耦合電壓監(jiān)測裝置，包括電壓信號輸入部分和電壓信號輸出部分，所述電壓信號輸入部分和電壓信號輸出部分分別和光電耦合器的發(fā)光源及受光器相連接，其特征在于所述光電耦合器的發(fā)光源為充有惰性氣體的、可在外在電壓激勵下發(fā)光的氖管類結構。
2. 如權利要求1所述的一種氖管式光電耦合電壓監(jiān)測裝置，其特征 在于所述發(fā)光源為氖管。
3. 如權利要求2所述的一種氖管式光電耦合電壓監(jiān)測裝置，其特征 在于所述受光器為光敏二極管、光敏三極管、光敏電阻或者可 控硅。
4. 如權利要求3所述的一種氖管式光電耦合電壓監(jiān)測裝置，其特征 在于所述受光器輸出端與信號放大電路或者開關電路輸入端相 連，用以提高輸出信號驅動能力。
5. 如權利要求4所述的一種氖管式光電耦合電壓監(jiān)測裝置，其特征 在于所述信號放大電路包括一集電極開路的三極管，其輸出端 外接執(zhí)行電路。
6. 如權利要求5所述的一種氖管式光電耦合電壓監(jiān)測裝置，其特征在于所述電壓信號輸入部分中，氖管與分壓電阻R2并聯，該并聯電路單元與分壓電阻&串接。
7. 如權利要求6所述的一種氖管式光電耦合電壓監(jiān)測裝置，其特征在于所述分壓電阻R2為固定電阻或者可調電阻。
全文摘要
本發(fā)明提供一種氖管式光電耦合電壓監(jiān)測裝置，包括電壓信號輸入部分和電壓信號輸出部分，所述電壓信號輸入部分和電壓信號輸出部分分別和光電耦合器的發(fā)光源及受光器相連接，其特征在于所述光電耦合器的發(fā)光源為充有惰性氣體的、可在外在電壓激勵下發(fā)光的氖管類結構。
文檔編號H02H3/20GK101257205SQ20081010334
公開日2008年9月3日 申請日期2008年4月3日 優(yōu)先權日2008年4月3日
發(fā)明者馬紹清 申請人:馬紹清