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到另一個電路的裝置，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

大多數機器控制設備都會產生感應噪聲，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。大多數光隔離器用于防止電路一側的高壓或快速變化的電壓損壞元件或使另一側的傳輸失真。

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光二極管，可以將電輸入信號轉換為光。光電傳感器和光通道可以檢測光并可以直接產生電能，也可以調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，也可以發光。光電二極管光隔離器用于光電耦合固態繼電器，用于驅動電源開關。光源和傳感器存在于開槽光學開關中，其光通道是開放的，這允許外部物體調制光，從而阻礙光的路徑或將光反射到傳感器中。

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。二極管本身不會產生能量，它會調節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，將光能轉換為電能。能量是在外部高阻抗路徑的幫助下產生的。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，必須對其進行適當的偏置和加載。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，輸出側的噪聲不會得到耦合到輸入側

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換器。光隔離器能夠耦合基極驅動信號，以便為連接在DC-DC斬波器中的晶體管供電。




審核編輯：劉清