光耦合器和光隔離器di

　     工業(yè)術(shù)語(yǔ)學(xué)常常會(huì )模糊相似概念之間的區別。今天，我們發(fā)現光耦合器和光隔離器這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)被互換使用，來(lái)指代相同的功能。

　　分辨這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)的特征是隔離電壓的大小。光耦合器被用來(lái)從某個(gè)電勢向另一個(gè)電勢傳輸模擬或數字信息，同時(shí)保持低于5000V的電勢隔離。光隔離器被設計用來(lái)在系統間傳輸模擬或數字數據的同時(shí)保持電力系統的隔離，這些電力系統的隔離電壓在5000～50 000V或以上。

　　工作原理

　　光耦合器和光隔離器都允許在沒(méi)有直接電氣連接的某個(gè)電子設備內將信號和數據從一個(gè)系統傳輸到另一個(gè)系統。這是通過(guò)光學(xué)辦法完成的，將使用透光介質(zhì)隔離開(kāi)的發(fā)射器和探測器放在單個(gè)封裝內，然后向光接收器發(fā)射光束。這使得電路保持了完全的電氣隔離，同時(shí)信息可以從一個(gè)電勢傳輸到另一個(gè)電勢。在所有的光耦合器和光隔離器中，輸入信號都被轉換成LED發(fā)出的光脈沖。這個(gè)光脈沖被傳輸到一個(gè)硅基的光傳感器。

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　　圖 光耦合器的結構會(huì )隨著(zhù)應用的不同而改變

　　根據要在器件內傳輸的輸入信號類(lèi)型的不同，光傳感器可以是模擬的或者數字的。如果某個(gè)應用需要模擬信號，比如4～20mA，那么光傳感器可以是光電二極管或者光電晶體管。這兩類(lèi)器件都提供了模擬輸出信號，可以用于許多的模擬應用。

　　在那些信號量對系統的運轉非常重要的應用中，模擬響應是必需的。器件以L(fǎng)ED輸入光強作為參考的電流輸出量稱(chēng)為電流傳輸比（CTR），它等于輸出電流除以輸入電流。根據系統增益的不同，CTR的取值可能在10%～5000%之間變化甚至更高。通常，CTR越小，上升和下降時(shí)間越快。

　　模擬器件通常需要附加電路才能被系統的其他部件使用。在應用需要脈沖或者比特輸出時(shí)，數字輸出器件是最合適的。

　　這些器件非常容易使用，只需提供一個(gè)可靠的信號就可以直接與其他系統部件結合使用。只要照射到光傳感器上的光足夠強，輸出信號就會(huì )保持高或者低，輸出電平的高低取決于邏輯結構。

　　設計人員應考慮的一個(gè)事項是在最小化傳輸延時(shí)的情況下數字數據的傳輸速率。大多數光隔離器/光耦合器應用在數據率低于10Mb/s的情況，而傳輸延時(shí)可能在2～20μm的范圍內。

　　光耦合器

　　光耦合器被特別設計為類(lèi)似于雙列直插式封裝（DIP）或者表面貼裝器件（SMD）的小型封裝，這樣，它們在用光傳輸數據的同時(shí)只占用了最小的空間。因為隔離電壓電勢的定義可能通過(guò)AC，均方根或者DC值給出，所以設計人員應對其特別留意。

　　光隔離器

　　光隔離器有許多封裝類(lèi)型，如長(cháng)方形、圓柱形以及一些特殊形狀。這些封裝類(lèi)型被設計用來(lái)提供比DIP和SMD封裝所能達到的隔離電壓更高的隔離電壓。

　　在使用光隔離器的時(shí)候，設計者可能需要將環(huán)境條件考慮進(jìn)來(lái)。例如，如果系統需要DC 50 000V的隔離，那么環(huán)境的濕度百分數將是一個(gè)重要的考慮因素。

　　如果空氣的濕度太高，那么光隔離器或者PCB的表面可能會(huì )產(chǎn)生電弧，形成導電通路并在器件周?chē)纬啥搪?。距離、溫度、大氣壓力、空氣污染的種類(lèi)和程度，以及濕度，共同決定了光隔離器表面的擊穿電壓。

　　器件結構

　　光耦合器和光隔離器有單個(gè)LED或者背靠背LED（陽(yáng)極和陰極連接在一起）兩種結構。光傳感器的結構可以在單個(gè)光傳感器和完整的集成接收器之間變化。