光耦继电器的制作方法

    在构建步进电机驱动器板时，我遇到了一个问题，就是我的电机会从用来切换它们的微控制器上汲取太多功率，以致微控制器会关闭。当我确实使它工作时，电源中的尖峰足以破坏我昂贵的微控制器。我意识到我需要将控制电路与要切换的高电源隔离开，以保护控制器并确保正确的电源分配。光耦合器似乎很完美，但我认为，自己制造而不是在集成电路中购买会更有趣。这也更便宜，因为我当地的单芯片价格高得离谱。但是，在构建一个光耦合器之前，让我们先了解一下光耦合器的真正含义。

    光耦合器基本上是用于在两个电路之间通信的光和光传感器。在需要与负载完全隔离且通讯非常快速的情况下，这是理想的。一个简单的晶体管将为您提供快速的开关速度而无需隔离。继电器可为您提供所需的隔离，但开关速度几乎没有足够快的速度来处理用于驱动步进电机的脉冲。光耦合器是解决方案，因为它们提供了完全隔离并且具有非常快的开关速度。我自制的可以处理大约300赫兹，但是工业上用的奇特的可以转换到千赫兹。在我的版本中，灯是LED，传感器是光敏电阻，而MOSFET晶体管则切换通过负载的实际电流。

    1个LED-超亮的LED效果最好。我用了绿色的。

    1光电电阻器-这些便宜的小元件可以在有光的情况下导电。

    1个NPN晶体管-我使用了先进光半导体的3904。几乎任何品牌都可以。

    1个N沟道MOSFET晶体管-我使用了一个批量购买的晶体管。

    2个电阻，分别值为10,000欧姆和100欧姆。如果您的微控制器提供的电压超过5伏，则应使用470欧姆的电阻代替100欧姆的电阻。

    1个普通二极管

    电工胶带或光线不会穿透的小外壳

    该电路使用微控制器I/O引脚来控制高功率负载（例如电机），而不会损坏微控制器的敏感电路。它是这样工作的：微控制器打开LED。这导致光敏电阻的电阻下降到足以使从高功率流过光敏电阻的电流导通Q1。然后，Q1允许电流流到Q2的栅极，该栅极是高功率MOSFET晶体管。这为负载提供了接地，因此负载被接通。如果您的负载是电动机或任何形式的电磁体，请不要忘记续流二极管。它跨负载连接，以防止磁场在快速打开和关闭时破坏东西。那里有10,000欧姆的电阻，以确保Q2关闭时，它读取逻辑零。没有此功能，某些晶体管在关闭时将不会停止导电。请注意，尽管我将高功率标记为5伏，但它可以达到晶体管允许的最大功率而不会发生故障。我正在使用此电路来关闭电动机的5伏大电流计算机电源。我还想补充一点，尽管我自己设计了该电路，但我没有发明光耦合器，并且那里可能有很多类似的解决方案。

    为了使光耦合器正常工作，LED和光敏电阻必须彼此非常靠近。还必须将它们密封在完全黑暗的环境中。这确保了当LED熄灭时，没有光会照射到光敏电阻上，而当LED亮起时，则将有尽可能多的光照射到光敏电阻上。我这样做是通过将他们的脸放在一起并用黑色电工胶带将它们绑起来。确保组件的导线不要短接在一起。两端涂一点胶可以帮助解决这个问题，但是我没有添加它，我的工作还不错。

    这是两个光耦合器在面包板上并排布线。这是上一页的电路。大的橙色线是高功率正极线，右边的黑色线是地线。负载的电线在左侧。