专利名称：氖管式光电耦合电压监测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光电耦合技术，特别是涉及一种利用氖管类发光部件 作为发光源的光电耦合器进行电压监测装置。
背景技术：
光电耦合器是一种以光为媒介传输电信号的光电转换器件，包括 发光源(以下称光源)和受光器(以下称光敏器件)两部分，光源和 光敏器件组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。其中 光源的引脚为输入端，光敏器件的引脚为输出端。其工作原理为在光电耦合器输入端加电信号使光源发光，光的 强度取决于激励电流的大小，光照射到光敏器件上，光敏器件因光电 效应而产生了光电流，并由光敏器件输出端引出，从而实现电一光一 电的转换。光电耦合器具有体积小、寿命长、工作温度范围宽、无触点、可 靠性高、抗干扰能力强等优点。特别是其输入与输出在电气上完全隔 离的特点，因而得到广泛的应用.光电耦合器目前普遍应用于隔离电 路、负载接口及各种家用电器等电路中。例如其广泛应用于电压自动 增益回路和稳压电路，以及光电测试电路和光控制电路中。其可代替继电器、变压器、斩波器等，适用于隔离线路、开关电路、数模转换、 逻辑电路、长线传输、过流保护、高压控制、电平匹配、线性放大等 方面。光电耦合器的种类较多，目前普遍使用的光源为发光二极管，光 敏器件为光敏二极管、光敏三极管、可控硅等。各种用电设备在实际应用中，由于电源故障或者人为破坏以及错 误接入等原因致使电源电压突然升高，而引起接入在线路中的电路和 用电设备大量烧毁，严重的会危机操作者和使用者的人身安全。为了 保证电路、用电设备以及人身安全，长期以来人们采用多种方法对电 源电压进行实时监测和控制，但是这些方法一则成本较高，二则电路 较复杂，给应用和推广造成很大的障碍，至今在各种中高档家电和仪 器设备中仍鲜有应用。因此如何经济、可靠的进行电压监测和控制不 但具有巨大的经济效益，还具有非常现实的社会效益。发明内容本发明的目的是提供一种利用氖管类发光部件作为发光源的光 电耦合器进行电压监测装置。 本发明的技术方案如下一种氖管式光电耦合电压监测装置，包括电压信号输入部分和电 压信号输出部分，所述电压信号输入部分和电压信号输出部分分别和 光电耦合器的发光源及受光器相连接，其特征在于所述光电耦合器 的发光源为充有惰性气体的、可在外在电压激励下发光的氖管类结构。所述发光源为氖管。所述受光器为光敏二极管、光敏三极管或者光敏电阻、可控硅。 所述受光器输出端与信号放大电路或者开关电路的输入端相连，用以提高输出信号驱动能力。所述信号放大电路包括一集电极开路的三极管，其输出端外接执行电路。所述电压信号输入部分中，氖管与分压电阻R2并联，该并联电 路单元与分压电阻R,串接。所述分压电阻R2为固定电阻或者可调电阻。本发明的技术效果在于本发明采用氖管类结构作为光电耦合的发光源，当氖管中的气体 和电极恒定后，其起辉电压即基本确定，根据这一原理，利用氖管制 成的光电耦合器件就可以在起辉电压的临界点，得到一个光电转换信 号，通过电一光一电的转换，在信号输出部分输出一个电信号，经过 信号放大，输出到执行电路实现电压监控的目的。氖管的起辉电压一般为几十伏特，本发明通过设置分压电阻，利 用分压电阻进行电压分流，即可监测不同的电压，与现有的发光二极 管式光电耦合器不同的是，氖管起辉完全不受交直流的限制，因此， 相对于发光二极管式光电耦合而言，首先，氖管式光电耦合，交、直 流电压均可监测，适用性好；其次，与现有的电压监测方法或装置相 比，本发明的电压监测装置避免了交直流转换和电网电压隔离的难题，而且，氖管式光电耦合装置无需配置整流电路，特别是采用可控 硅输出时，完全可以工作在交流状态，结构简单，可靠性高；另外， 本发明的电压监测装置尤其适合监测100V以上的电源电压。
图1所示为本发明氖管式光电耦合电压监测装置的电压监测原 理电路图；图2所示为本发明氖管式光电耦合电压监测装置的通用型电压 监测原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明。如图1所示是本发明的氖管式光电耦合电压监测装置的基本原 理电路图。如图1所示是本发明氖管式光电耦合电压监测装置的基本原理 图。其中输入部分包括发光源——氖管1，氖管1的两个输入端A、 B分别与电压监测电路相连，输出部分包括与氖管1对应的受光器为 光敏三极管2，氖管1经加载电压起辉，光敏三极管2受光产生电信 号并经由其两个输出端A'、 B'输出。如图2所示为本发明的氖管式光电耦合电压监测装置的通用型 电压监测电路图。为了增大本发明电压监测装置的适用范围，在输入部分，氖管l与分压电阻4并联，并与分压电阻5串联，其中分压电阻4为可调电 阻。光敏三极管2的输出端为集电极开路的三极管3，三极管3可以 外接上拉电阻，或者接入可控硅、继电器等执行电路，对目标电路进 行保护。以氖管的起辉电压60V为例，如果用来监测额定电压为220V的 国内交流电网，假如设定最高为240V时则输出信号给执行机构采取 保护措施，只需要适当选取分压电阻R1和R2的阻值即可。当电压 超过240V时，氖管起辉，Out输出端电压即可出现由高到低的跳变， 或者驱动可控硅、继电器、脱钩器，或者其它相应执行电路工作，以 达到对目标电路进行保护的目的。本发明的电压监测装置在氖管未起辉时输入端平时耗电只有微 安级，可以忽略不计；响应时间小于1/10秒，监测精度高，实验证 明，本发明的电压监测装置电压监测精度高于3%;适用电压幅值宽， 当R2采用可调电阻时，可以根据实际需要随时设定电压监测值。本发明的氖管式电压监测装置利用氖管作为发光源，不但可以直 接适用于直流电压监测，而且可以适用于交流电压监测，与发光二极 管式光电耦合电路相比，结构不但简单，而且无需配置整流电路。以上所述仅为本发明的优选实施方式。应当指出，对于本领域的 技术人员而言，依据本发明的实质还可以做出其它的变型和改进，但 这些变型和改进均将落入本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种氖管式光电耦合电压监测装置，包括电压信号输入部分和电压信号输出部分，所述电压信号输入部分和电压信号输出部分分别和光电耦合器的发光源及受光器相连接，其特征在于所述光电耦合器的发光源为充有惰性气体的、可在外在电压激励下发光的氖管类结构。
2. 如权利要求1所述的一种氖管式光电耦合电压监测装置，其特征 在于所述发光源为氖管。
3. 如权利要求2所述的一种氖管式光电耦合电压监测装置，其特征 在于所述受光器为光敏二极管、光敏三极管、光敏电阻或者可 控硅。
4. 如权利要求3所述的一种氖管式光电耦合电压监测装置，其特征 在于所述受光器输出端与信号放大电路或者开关电路输入端相 连，用以提高输出信号驱动能力。
5. 如权利要求4所述的一种氖管式光电耦合电压监测装置，其特征 在于所述信号放大电路包括一集电极开路的三极管，其输出端 外接执行电路。
6. 如权利要求5所述的一种氖管式光电耦合电压监测装置，其特征在于所述电压信号输入部分中，氖管与分压电阻R2并联，该并联电路单元与分压电阻&串接。
7. 如权利要求6所述的一种氖管式光电耦合电压监测装置，其特征在于所述分压电阻R2为固定电阻或者可调电阻。
全文摘要
本发明提供一种氖管式光电耦合电压监测装置，包括电压信号输入部分和电压信号输出部分，所述电压信号输入部分和电压信号输出部分分别和光电耦合器的发光源及受光器相连接，其特征在于所述光电耦合器的发光源为充有惰性气体的、可在外在电压激励下发光的氖管类结构。
文档编号H02H3/20GK101257205SQ20081010334
公开日2008年9月3日 申请日期2008年4月3日 优先权日2008年4月3日
发明者马绍清 申请人:马绍清