光隔离器也称光耦,在电路设计中大量应用设计。光耦虽然简单,但也有些地方需要注意。今天来梳理一下光耦方面的知识,希望能对大家有所帮助。

什么是光隔离器?

光隔离器opto-isolator,是用于光在两个隔离电路之间传输电信号的电子元件。也称为光电耦合器,光耦合器。
常见类型的光隔离器由同一不透明封装中的发光二极管LED光电晶体管组成。通常光隔离器传输数字(开-关)信号,但也有的光耦可以传输模拟信号。
image.png
光将源-接收端耦合起来,这就是耦合的含义。
耦合之外还有一层含义是去耦合,有的噪声信号无法通过光信号传递到接收侧,这就是去耦合
所以一般理解耦合的理解,往往带有一体两面:一方面将设计所关心的有用信号传输到接收侧;另一方面将不需要的杂讯信号,阻挡在源端。
有的光耦可以传输模拟信号。

它如何工作?

光耦包含一个光源,一般是一个近红外发光二极管 (LED),一个封闭的光通道和一个光电传感器组成。
近红外发光二极管将输入端电信号转换为光信号,经过封闭的光通道,光电传感器检测到LED发出的光信号,并转换为电能或调制从外部电源流出的电流。
光电传感器可以是光敏电阻、光电二极管、光电晶体管、可控硅整流器 (SCR) 或双向可控硅。由于 LED 除了发射光之外还可以感应光,因此可以构建对称的双向光隔离器。光耦合固态继电器包含一个光电二极管光隔离器,用于驱动电源开关,通常是一对互补的MOSFET。
微信图片_20220712110513.gif
微信图片_20220712110526.gif
正常数字信号经由光耦能顺利耦合传输到另一侧,而输入侧各种干扰杂讯信号则无法通过光耦传递到输出侧。
常见的隔离技术有:光电隔离、继电器隔离、变压器隔离等。光介质、磁介质隔离是主要的两种技术手段。
为什么干扰信号大概率无法通过光耦呢?

  • 干扰源的内阻一般都很大,虽然也能输出比较高的干扰电压,但是可输出的能量一般很小,只能在回路中形成很小的干扰电流,这些干扰电流由于很小,则无法激励发光二极管发光,发光二极管需要一定大的电流才能发射出光能,由于没有足够的能量,则无法闯关成功,被阻挡在输入侧了。
  • 光耦本身的输入阻抗很低,而干扰源的内阻一般很大,从这个角度讲,干扰源输出信号按照分压原理,施加到LED的干扰电压也很小。
  • 光耦输入/输出侧等效电容很小,PF量级,绝缘电阻又非常大,一般可达到
  • 光在封闭的光路中进行传输,光路不会受到外接光的干扰。

原网址:https://mp.weixin.qq.com/s/2a9G09FNwZE6NrW666GD7g