光耦/光隔离器：特性、类型、优缺点、以及应用！-先进光半导体

光耦/光隔离器：

·光耦合器或光隔离器是光源和光检测器在同一包装内的组合。

·他们被用来耦合信号从一个点到另一个光学，通过提供一个完整的电隔离。在低功率控制电路和高功率输出电路之间提供这种隔离，以保护控制电路。

·根据所用光源和探测器的类型，我们可以得到各种光耦。

具体如下：，

（i）LED–LDR光耦

（ii）LED-光电二极管光耦

（iii）LED——光电晶体管光耦

光耦特性：

（i）电流转移率

（ii）隔离电压

（三）响应时间

（iv）共模抑制

（i）电流转移率：

它被定义为输出集电极电流（Ic）与输入正向电流（If）的比率

CTR=Ic/If*100%

其值取决于用作源探测器的设备。（ii）隔离电压

输入输出：

在不影响电气隔离电压的情况下，输入和输出之间可以存在差异的最大电压，单位为kVrms，相对湿度为40-60%。

（三）响应时间：

响应时间表示光耦改变输出状态的速度。响应时间很大程度上取决于探测器晶体管、输入电流和负载电阻。

（iv）共模抑制：

即使光耦对直流和低频信号进行电气隔离，脉冲输入信号（突然变化的信号）可产生位移电流ic=Cf*dv/dt。由于输入和输出之间存在电容Cf，该电流可以在输入和输出之间流动。这使得噪声出现在输出中。

光耦类型：

（i）LED–光电二极管光耦：

·LED光电二极管如图所示，这里红外线LED作为光源，光电二极管用作探测器。

·使用光电二极管的优点是线性度高。当输入端的脉冲变高时，LED灯亮起。它发出光。光聚焦在光电二极管上。

·作为对这种光的响应，光电流将开始流过光电二极管。一旦输入脉冲减小到零，LED就会熄灭，通过光电二极管的光电流也会降到零。因此，输入端的脉冲与输出端耦合。

·图中所示为LED光电管光耦。红外发光二极管作为光源，光电晶体管作为光电探测器。

·这是最常用的光耦，因为它不需要任何额外的放大。

·当输入端的脉冲变高时，LED灯亮起。发光二极管发出的光聚焦在光电晶体管的CB结上。

·作为对光的响应，光电流开始流动，它作为光电晶体管的基极电流。

·光电晶体管的集电极电流开始流动。输入脉冲一减至零，LED即熄灭，光电晶体管的集电极电流降为零。因此，输入端的脉冲与输出端光耦合。

光耦的优点：

·由于电气隔离，控制电路得到了很好的保护。

·宽带信号传输是可能的。

·由于单向信号传输，来自输出端的噪声不会耦合到输入端。

·与逻辑电路的接口很容易实现。

·它体积小，重量轻。

缺点：

·速度慢。

·高功率信号的信号耦合可能性。

应用：

光耦合器基本上是用来隔离低功率电路和高功率电路的。

·同时，控制信号从控制电路耦合到大功率电路。

·其中一些应用是，

（i）用于直流电动机速度控制的交直流变换器

（ii）大功率斩波器

（iii）大功率逆变器

·光耦最重要的应用之一是将基极驱动信号耦合到连接在DC-DC斩波器中的功率晶体管。

·注意，当在光电晶体管的集电极处进行输出时，输入和输出波形相差180º。

先进光半导体由南方先进联合日本归国华侨杨振林博士团队合资成立，以南方先进为主要投资方、杨博士团队为技术核心的一家专业从事光电器件、光耦合器、光耦继电器等光电集成电路以及光电驱动等产品，研发团队涵盖设计、制造、销售和服务的高新技术企业，先进光半导体拥有先进的光电器件全自动生产线，具有年产8000万只光电光耦器件的生产能力。现阶段先进光半导体的光耦继电器、光耦合器等主要产品用于：蓄电系统．智能电表．自动检测设备．电信设备．测量仪器．医疗设备．通信设备．PC端．安防监控．O/A设备．PLC控制器．I/O控制板等，依托于光半导体综合的设计技术和芯片制造技术优势，先进光半导体期望在有广阔发展前景的光电控制领域深耕，逐步提升产品的技术附加值，扩充技术含量更高的产品线。