光隔离器广泛使用的组件的工作原理和关键参数
发布时间:2023-09-26 11:03:25点击量:
光隔离器(也称为光耦合器)是设计工程师可以使用的最有用、最通用、最能解决问题的组件之一。这种小型非单片设备只做一件事,而且做得很好,在大多数情况下并发症极少,而且不需要软件。
本常见问题解答将介绍光隔离器广泛使用的组件的工作原理和关键参数。
一、什么是光隔离器?
答:它是一个电光元件(通常只有四个端子),工作原理概念上很简单,图1。其中两个端子连接并驱动红外(IR)LED,而另外两个端子是光电晶体管(位于同一封装中)的输出,该光电晶体管感测LED发出的光。(发光LED和光电晶体管接收器之间的光隔离器内置有特殊的光导管)。
光隔离器的功能原理图很简单:电流驱动的输入侧LED(具有阳极和阴极)向光电晶体管提供红外光子,随着撞击光子强度的增加,光电晶体管从截止驱动到导通。
因此,输入LED和输出光电晶体管之间的耦合是光学耦合,而不是电耦合。LED可以放置在光电晶体管上方或附近,图2。该封装每边通常只有几毫米,有点像4引脚DIP IC。
光隔离器不是一个单片器件,尽管它看起来像并且封装为一个;相反,光电晶体管(红色)放置在光电晶体管(绿色)上方或附近,并插入光路,该光路既提供光子导管又提供输入/输出物理分离。
二、光隔离器的工作原理
随着更多的电流注入LED,LED的输出也会增加。当电流为零或接近零时,LED不产生或产生很少的光子。因此,光电晶体管处于“关闭”状态,并且没有电流(除了少量泄漏电流)从其集电极流向发射极。随着LED电流的增加,光电晶体管会传导更多的电流,直至其完全导通(饱和),并传导最大电流,且输出端仅有很小的压降。
三、使用光路进行耦合的结果是什么?
结果是输入和输出之间没有电流(欧姆)路径。输入侧电信号携带的信息变成输出侧电信号,但没有任何插入的电路径。