光隔離器也稱為光隔離器或光耦合器，它是一種通過使用光將電信號或電壓從一個電路傳輸?shù)搅硪粋€電路的裝置，同時它將兩個電路彼此隔離。它可以通過隔離過壓信號來防止高電壓或快速變化的電壓損壞組件。光隔離器可以承受高達10KV的輸入至輸出電壓和高達10KV的瞬變電壓。

為什么需要光隔離器

大多數(shù)機器控制設備都會產(chǎn)生感應噪聲，這些噪聲可能會導致故障，借助光耦合器，我們可以將這種噪聲隔離在輸入信號中。大多數(shù)光隔離器用于防止電路一側(cè)的高壓或快速變化的電壓損壞元件或使另一側(cè)的傳輸失真。

光隔離器工作原理

光隔離器所需的兩個主要重要元件是光發(fā)射器和光檢測器。光隔離器有一個光源，它幾乎總是一個近紅外發(fā)光二極管，可以將電輸入信號轉(zhuǎn)換為光。光電傳感器和光通道可以檢測光并可以直接產(chǎn)生電能，也可以調(diào)制從外部電源流出的電流。使用的傳感器可以是光敏電阻、光電二極管或光電晶體管。LED可以感應光，也可以發(fā)光。光電二極管光隔離器用于光電耦合固態(tài)繼電器，用于驅(qū)動電源開關(guān)。光源和傳感器存在于開槽光學開關(guān)中，其光通道是開放的，這允許外部物體調(diào)制光，從而阻礙光的路徑或?qū)⒐夥瓷涞絺鞲衅髦小?/p>

光隔離器的類型

光電二極管光隔離器

這些類型的光隔離器使用LED作為光源，使用硅光電二極管作為傳感器。通過使用外部電壓源，光電二極管反向偏置，入射光增加流過二極管的反向電流。二極管本身不會產(chǎn)生能量，它會調(diào)節(jié)來自外部源的能量流。這種操作模式稱為光導模式。在沒有外部偏置的情況下，二極管通過將其端子充電至高達0.7V的電壓，將光能轉(zhuǎn)換為電能。能量是在外部高阻抗路徑的幫助下產(chǎn)生的。這些類型的光隔離器可用于連接模擬信號。

光電晶體管光隔離器

光電晶體管比光電二極管慢，它是最早的類型，而且速度不快。為了達到光電晶體管的最大速度，必須對其進行適當?shù)钠煤图虞d。使用場效應晶體管作為傳感器的光電隔離器很少見，光電FET的導通不會在輸出電路中注入開關(guān)電荷，并且在采樣和保持電路中很有用。

雙向光隔離器

上述光隔離器是單向的。它們都是單向的，因為光通道始終單向工作，從光源到傳感器。但是LED能夠檢測入射光。這使得從一對LED構(gòu)建雙向光隔離器成為可能。最簡單的雙向光隔離器是一對LED面對面放置，并用熱縮管固定在一起，兩個LED之間的間隙可以用玻璃纖維插入物延長。

光隔離器的優(yōu)點

1.電氣隔離以保護控制電路

2.寬帶信號傳輸是可能的

3.邏輯電路接口簡單

4.它在較低頻率下提供非常好的響應

5.由于單向信號傳輸，輸出側(cè)的噪聲不會得到耦合到輸入側(cè)

6.它們緊湊且更便宜

光隔離器的缺點有哪些

1.有機會對高功率信號進行信號耦合

2.高頻響應較差

光隔離器的應用

它可用于將低功率電路與高功率電路隔離，同時控制信號從控制電路耦合到高功率電路。此類應用的示例包括高功率斬波器和逆變器，以及用于直流電機速度控制的交流到直流轉(zhuǎn)換器。光隔離器能夠耦合基極驅(qū)動信號，以便為連接在DC-DC斬波器中的晶體管供電。




審核編輯：劉清