工業術語(yu)學常(chang)常(chang)會(hui)模糊相(xiang)似概念(nian)之間(jian)的區別。今天(tian)，我(wo)們發現光(guang)耦合器和(he)光(guang)隔離器這兩個(ge)術語(yu)被互換使用(yong)，來指代相(xiang)同的功能。

分(fen)辨這兩個(ge)(ge)術語的(de)(de)特征(zheng)是(shi)隔(ge)(ge)(ge)離(li)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)大小。光耦合器(qi)被用來從某個(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)勢向另一個(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)勢傳(chuan)輸(shu)模擬或(huo)數字(zi)信息(xi)，同時保持(chi)低于5000V的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)勢隔(ge)(ge)(ge)離(li)。光隔(ge)(ge)(ge)離(li)器(qi)被設計(ji)用來在(zai)(zai)系統間(jian)傳(chuan)輸(shu)模擬或(huo)數字(zi)數據的(de)(de)同時保持(chi)電(dian)(dian)(dian)力系統的(de)(de)隔(ge)(ge)(ge)離(li)，這些電(dian)(dian)(dian)力系統的(de)(de)隔(ge)(ge)(ge)離(li)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)在(zai)(zai)5000～50 000V或(huo)以上。

工作原理

光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)耦(ou)合(he)器(qi)(qi)(qi)和(he)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)隔(ge)離器(qi)(qi)(qi)都(dou)允許在沒有直接(jie)(jie)電(dian)(dian)氣連接(jie)(jie)的(de)(de)某個(ge)(ge)電(dian)(dian)子設備內將信號和(he)數據(ju)從(cong)一個(ge)(ge)系(xi)統傳(chuan)輸(shu)到另(ling)一個(ge)(ge)系(xi)統。這是通過光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)學辦法完(wan)成(cheng)的(de)(de)，將使用透光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)介質隔(ge)離開(kai)的(de)(de)發射器(qi)(qi)(qi)和(he)探(tan)測器(qi)(qi)(qi)放在單個(ge)(ge)封裝(zhuang)內，然后向光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)接(jie)(jie)收(shou)器(qi)(qi)(qi)發射光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束。這使得電(dian)(dian)路(lu)保持了完(wan)全的(de)(de)電(dian)(dian)氣隔(ge)離，同時信息(xi)可以從(cong)一個(ge)(ge)電(dian)(dian)勢(shi)傳(chuan)輸(shu)到另(ling)一個(ge)(ge)電(dian)(dian)勢(shi)。在所有的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)耦(ou)合(he)器(qi)(qi)(qi)和(he)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)隔(ge)離器(qi)(qi)(qi)中，輸(shu)入信號都(dou)被轉(zhuan)換成(cheng)LED發出的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)脈(mo)沖。這個(ge)(ge)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)脈(mo)沖被傳(chuan)輸(shu)到一個(ge)(ge)硅基的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)傳(chuan)感器(qi)(qi)(qi)。

根據要(yao)在器(qi)(qi)件內(nei)傳輸的輸入(ru)信(xin)(xin)號類型的不(bu)同，光(guang)傳感器(qi)(qi)可(ke)以是模擬的或(huo)者(zhe)數字的。如(ru)果(guo)某個應(ying)用需要(yao)模擬信(xin)(xin)號，比如(ru)4～20mA，那么光(guang)傳感器(qi)(qi)可(ke)以是光(guang)電(dian)二(er)極管(guan)或(huo)者(zhe)光(guang)電(dian)晶體(ti)管(guan)。這(zhe)兩類器(qi)(qi)件都(dou)提(ti)供了(le)模擬輸出信(xin)(xin)號，可(ke)以用于許(xu)多的模擬應(ying)用。

在那些信號量對系(xi)(xi)統的運轉非常(chang)(chang)重要(yao)的應(ying)(ying)用(yong)中，模擬響(xiang)應(ying)(ying)是必(bi)需的。器件以LED輸(shu)入(ru)光強作為(wei)參考的電(dian)(dian)流(liu)輸(shu)出(chu)量稱為(wei)電(dian)(dian)流(liu)傳輸(shu)比(bi)（CTR），它等于輸(shu)出(chu)電(dian)(dian)流(liu)除(chu)以輸(shu)入(ru)電(dian)(dian)流(liu)。根據(ju)系(xi)(xi)統增益的不同，CTR的取值(zhi)可能在10%～5000%之間變化甚(shen)至更高。通常(chang)(chang)，CTR越(yue)小，上升和下降(jiang)時間越(yue)快(kuai)。

模擬(ni)器(qi)件(jian)通常(chang)需要附加電(dian)路(lu)才能被(bei)系統(tong)的其他部件(jian)使用。在應用需要脈沖或者比特輸出時，數字輸出器(qi)件(jian)是(shi)最(zui)合(he)適的。

這些器(qi)件非常(chang)容易使用，只(zhi)需提(ti)供(gong)一個可(ke)靠的(de)信號(hao)就可(ke)以直接(jie)與其他系統(tong)部件結合使用。只(zhi)要照射到光傳感器(qi)上(shang)的(de)光足夠強(qiang)，輸出信號(hao)就會保(bao)持(chi)高(gao)或者低，輸出電(dian)平的(de)高(gao)低取決于邏輯(ji)結構(gou)。

設(she)計人員應(ying)考慮的(de)一個事(shi)項是在(zai)最小化傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)延時的(de)情況下數字(zi)數據的(de)傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)速率。大多數光隔離器/光耦(ou)合器應(ying)用在(zai)數據率低于(yu)10Mb/s的(de)情況，而傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)延時可能(neng)在(zai)2～20μm的(de)范圍內。

光耦合器

光(guang)耦合器被特(te)別(bie)設(she)計(ji)為(wei)類似于雙列直插式(shi)封裝(zhuang)（DIP）或者表面貼裝(zhuang)器件（SMD）的(de)小型封裝(zhuang)，這樣，它們在用光(guang)傳輸數據的(de)同時只占用了最小的(de)空(kong)間。因(yin)為(wei)隔離電壓電勢的(de)定義可(ke)能通(tong)過(guo)AC，均(jun)方根(gen)或者DC值給出，所以設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)應對其特(te)別(bie)留意(yi)。

光隔離器

光隔(ge)離(li)器(qi)有許多(duo)封裝(zhuang)類(lei)型(xing)，如(ru)長方形、圓柱形以及(ji)一些(xie)特(te)殊形狀。這些(xie)封裝(zhuang)類(lei)型(xing)被(bei)設計用來提供比DIP和SMD封裝(zhuang)所能達(da)到的隔(ge)離(li)電壓(ya)更(geng)高的隔(ge)離(li)電壓(ya)。

在使用光隔(ge)(ge)離器的時候，設計者可能需要(yao)將(jiang)環境條(tiao)件考慮進來(lai)。例如，如果系(xi)統需要(yao)DC50000V的隔(ge)(ge)離，那么(me)環境的濕度百分數將(jiang)是一個重要(yao)的考慮因(yin)素。

如(ru)果空(kong)氣(qi)的(de)(de)濕(shi)度太(tai)高，那么光隔離器或者PCB的(de)(de)表面可能會產生電(dian)(dian)弧，形(xing)成導電(dian)(dian)通路并在器件周圍(wei)形(xing)成短路。距離、溫度、大氣(qi)壓(ya)力、空(kong)氣(qi)污染(ran)的(de)(de)種類和程度，以及濕(shi)度，共同決定(ding)了光隔離器表面的(de)(de)擊穿(chuan)電(dian)(dian)壓(ya)。

器件結構

光耦合器(qi)和光隔(ge)離(li)器(qi)有單(dan)個(ge)LED或者背靠背LED（陽極和陰(yin)極連接(jie)在(zai)一起(qi)）兩種結(jie)(jie)構。光傳感器(qi)的結(jie)(jie)構可以在(zai)單(dan)個(ge)光傳感器(qi)和完(wan)整的集(ji)成(cheng)接(jie)收器(qi)之(zhi)間變化。

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