光耦合器的技術特性與應用
發布時間:2008-11-04
中心議題:
- 光耦合器的優點
- 光耦合器的性能及類型
解決方案:
- 光耦合器具有良好的電絕緣能力和抗幹擾能力
- 輸入和輸出間的電隔離度取決於兩部分供電電源間的絕緣電阻
- 盡量消除暗電流的影響,使光耦合器構成的模擬隔離電路穩定實用
光耦合器(optical coupler,英文縮寫為OC)亦稱光電隔離器,簡稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用,所以,它在各種電路中得到廣泛的應用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成:光的發射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅動發光二極管(LED),使之發出一定波長的光,被光探測器接收而產生光電流,再經過進一步放大後輸出。這就完成了電—光—電的轉換,從而起到輸入、輸出、隔(ge)離(li)的(de)作(zuo)用(yong)。由(you)於(yu)光(guang)耦(ou)合(he)器(qi)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)間(jian)互(hu)相(xiang)隔(ge)離(li),電(dian)信(xin)號(hao)傳(chuan)輸(shu)具(ju)有(you)單(dan)向(xiang)性(xing)等(deng)特(te)點(dian),因(yin)而(er)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)電(dian)絕(jue)緣(yuan)能(neng)力(li)和(he)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)。又(you)由(you)於(yu)光(guang)耦(ou)合(he)器(qi)的(de)輸(shu)入(ru)端(duan)屬(shu)於(yu)電(dian)流(liu)型(xing)工(gong)作(zuo)的(de)低(di)阻(zu)元(yuan)件(jian),因(yin)而(er)具(ju)有(you)很(hen)強(qiang)的(de)共(gong)模(mo)抑(yi)製(zhi)能(neng)力(li)。所(suo)以(yi),它(ta)在(zai)長(chang)線(xian)傳(chuan)輸(shu)信(xin)息(xi)中(zhong)作(zuo)為(wei)終(zhong)端(duan)隔(ge)離(li)元(yuan)件(jian)可(ke)以(yi)大(da)大(da)提(ti)高(gao)信(xin)噪(zao)比(bi)。在(zai)計(ji)算(suan)機(ji)數(shu)字(zi)通(tong)信(xin)及(ji)實(shi)時(shi)控(kong)製(zhi)中(zhong)作(zuo)為(wei)信(xin)號(hao)隔(ge)離(li)的(de)接(jie)口(kou)器(qi)件(jian),可(ke)以(yi)大(da)大(da)增(zeng)加(jia)計(ji)算(suan)機(ji)工(gong)作(zuo)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)。
光耦合器的主要優點是:信(xin)號(hao)單(dan)向(xiang)傳(chuan)輸(shu),輸(shu)入(ru)端(duan)與(yu)輸(shu)出(chu)端(duan)完(wan)全(quan)實(shi)現(xian)了(le)電(dian)氣(qi)隔(ge)離(li)隔(ge)離(li),輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)對(dui)輸(shu)入(ru)端(duan)無(wu)影(ying)響(xiang),抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)強(qiang),工(gong)作(zuo)穩(wen)定(ding),無(wu)觸(chu)點(dian),使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)長(chang),傳(chuan)輸(shu)效(xiao)率(lv)高(gao)。光(guang)耦(ou)合(he)器(qi)是(shi)70年代發展起來產新型器件,現已廣泛用於電氣絕緣、電平轉換、級間耦合、驅動電路、開關電路、斬波器、多諧振蕩器、信號隔離、級間隔離 、脈衝放大電路、數字儀表、遠距離信號傳輸、脈衝放大、固態繼電器(SSR)、儀器儀表、tongxinshebeijiweijijiekouzhong。zaidanpiankaiguandianyuanzhong,liyongxianxingguangouheqikegouchengguangoufankuidianlu,tongguotiaojiekongzhiduandianliulaigaibianzhankongbi,dadaojingmiwenyamude。
十shi幾ji年nian來lai,新xin型xing光guang耦ou合he器qi不bu斷duan湧yong現xian,滿man足zu了le各ge種zhong光guang控kong製zhi的de要yao求qiu。其qi應ying用yong範fan圍wei已yi擴kuo展zhan到dao計ji測ce儀yi器qi,精jing密mi儀yi器qi,工gong業ye用yong電dian子zi儀yi器qi,計ji算suan機ji及ji其qi外wai部bu設she備bei、通信機、信號機和道路情報係統,電力機械等領域。這裏側重介紹該器件的工作特性,驅動和輸出電路及部分實際應用電路。
jinnianlaiwenshidexianxingguangouheqinenggouchuanshulianxubianhuademonidianyahuomonidianliuxinhao,shiqiyingyonglingyudaweituokuan。xiamianfenbiejieshaoguangouheqidegongzuoyuanlijijiancefangfa。
光耦合器的性能及類型
用於傳遞模擬信號的光耦合器的發光器件為二極管、光guang接jie收shou器qi為wei光guang敏min三san極ji管guan。當dang有you電dian流liu通tong過guo發fa光guang二er極ji管guan時shi,便bian形xing成cheng一yi個ge光guang源yuan,該gai光guang源yuan照zhao射she到dao光guang敏min三san極ji管guan表biao麵mian上shang,使shi光guang敏min三san極ji管guan產chan生sheng集ji電dian極ji電dian流liu,該gai電dian流liu的de大da小xiao與yu光guang照zhao的de強qiang弱ruo,亦yi即ji流liu過guo二er極ji管guan的de正zheng向xiang電dian流liu的de大da小xiao成cheng正zheng比bi。由you於yu光guang耦ou合he器qi的de輸shu入ru端duan和he輸shu出chu端duan之zhi間jian通tong過guo光guang信xin號hao來lai傳chuan輸shu,因yin而er兩liang部bu分fen之zhi間jian在zai電dian氣qi上shang完wan全quan隔ge離li,沒mei有you電dian信xin號hao的de反fan饋kui和he幹gan擾rao,故gu性xing能neng穩wen定ding,抗kang幹gan擾rao能neng力li強qiang。發fa光guang管guan和he光guang敏min管guan之zhi間jian的de耦ou合he電dian容rong小xiao(2pf左右)、耐壓高(2.5KV左右),故共模抑製比很高。輸入和輸出間的電隔離度取決於兩部分供電電源間的絕緣電阻。此外,因其輸入電阻小(約10Ω),對高內阻源的噪聲相當於被短接。因此,由光耦合器構成的模擬信號隔離電路具有優良的電氣性能。
事shi實shi上shang,光guang耦ou合he器qi是shi一yi種zhong由you光guang電dian流liu控kong製zhi的de電dian流liu轉zhuan移yi器qi件jian,其qi輸shu出chu特te性xing與yu普pu通tong雙shuang極ji型xing晶jing體ti管guan的de輸shu出chu特te性xing相xiang似si,因yin而er可ke以yi將jiang其qi作zuo為wei普pu通tong放fang大da器qi直zhi接jie構gou成cheng模mo擬ni放fang大da電dian路lu,並bing且qie輸shu入ru與yu輸shu出chu間jian可ke實shi現xian電dian隔ge離li。然ran而er,這zhe類lei放fang大da電dian路lu的de工gong作zuo穩wen定ding性xing較jiao差cha,無wu實shi用yong價jia值zhi。究jiu其qi原yuan因yin主zhu要yao有you兩liang點dian:一是光耦合器的線性工作範圍較窄,且隨溫度變化而變化;二是光耦合器共發射極電流傳輸係數β和集電極反向飽和電流ICBO(即暗電流)受溫度變化的影響明顯。因此,在實際應用中,除應選用線性範圍寬、線性度高的光耦合器來實現模擬信號隔離外,還必須在電路上采取有效措施,盡量消除溫度變化對放大電路工作狀態的影響。
從光耦合器的轉移特性與溫度的關係可以看出,若使光耦合器構成的模擬隔離電路穩定實用,則應盡量消除暗電流(ICBO)的影響,以提高線性度,做到靜態工作點IFQ隨溫度的變化而自動調整,以使輸出信號保持對稱性,使輸入信號的動態範圍隨溫度變化而自動變化,以抵消β值隨溫度變化的影響,保證電路工作狀態的穩定性。
光耦合器的類型
光耦合器有管式、雙列直插式和光導纖維式等封培育形式,其種類達數十種。光耦合器的種類達數十種,主要有通用型(又分無基極引線和基極引線兩種)、達林頓型、施密特型、高速型、光集成電路、光纖維、光敏晶閘管型(又分單向晶閘管、雙向晶閘管)、光敏場效應管型。此外還有雙通道式(內部有兩套對管)、高增益型、交-直流輸入型等等。國外生產廠家有英國ISOCOM公司等,國內廠家的蘇州半導體總廠等。
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
- 築基AI4S:摩爾線程全功能GPU加速中國生命科學自主生態
- 一秒檢測,成本降至萬分之一,光引科技把幾十萬的台式光譜儀“搬”到了手腕上
- AI服務器電源機櫃Power Rack HVDC MW級測試方案
- 突破工藝邊界,奎芯科技LPDDR5X IP矽驗證通過,速率達9600Mbps
- 通過直接、準確、自動測量超低範圍的氯殘留來推動反滲透膜保護
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall



