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光耦合器是在两个隔离电路之间传输电信号的电子元件,也就是说将电信号从一个电路传输到另一个电路。(具体的如下图所示。)光耦合器也称为光隔离器、光耦合器或光隔离器。通常在电路中,尤其是低电压或高噪声敏感电路中,光耦合器用于隔离电路以电气碰撞机会或排除不需要的噪声。光耦耦合器的内部结构光耦合器的内部结构上图为光耦合器的内部结构。左侧的1引脚和2引脚外露,是一个LED。LED向光敏三管发出红外光在右侧。
低导通输出型(输出低电平毫伏数量级)。光开关输出型(导通电阻小余10Ω)。功率输出型(IGBT/MOSFET等输出)。可分为同轴型,双列直插型,TO封装型,扁平封装型,贴片封装型,以及光纤传输型等。可分为数字型光电耦合器(OC门输出型,图腾柱输出型及三态门电路输出型等)和线性光电耦合器(可分为低漂移型,高线性型,宽带型,单电源型,双电源型等)。可分为低速光电耦合器(光敏三管、光电池等输出型)和高速光电耦合器(光敏二管带信号处理电路或许光敏集成电路输出型)。
光隔离是一种很常用的信号隔离形式。常用光耦器件及其外围电路组成。由于光耦电路简单,在数字隔离电路或数输电路中常常用到,如UART协议的20mA电流环。对于模拟信号,光耦因为输入输出的线形较差,并且随温度变化较大,限制了其在模拟信号隔离的应用。对于高频交流模拟信号,变压器隔离是常见的选择,但对于支流信号却不适用。一些厂家提供隔离放大器作为模拟信号隔离的解决方案,如ADI的AD202,能够提供从直流到几K的频率内提供0.025%的线性度,但这种隔离器件内部行电压-频率转换,对产生的交流信号进行变压器隔离,然后进行频率-电压转换得到隔离效果。集成的隔离放大器内部电路复杂,体积大,成本高,不适合大规模应用。
线性光电耦合器由发光二极管和光敏三极管组成,当发光二极管接通而发光,光敏三级管导通,光电耦合器是电流驱动型,需要足够大的电流才能使发光二极管导通,如果输入信号太小,发光二极管不会导通,其输出信号将失真。在开关电源,尤其是数字开关电源中。
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