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光耦隔离技术的使用需要注意什么?

发布时间:2022-08-31 11:11
信息摘要:
光耦以光信号为媒介来实现电信号的耦合与传递,输入与输出在电气上完全隔离,具有抗干扰性能强的特点。对于既包括弱电控制部分,又包括强电控制部分的工业应用测控系统,采用光耦隔离可以很好地实现弱电和强电的隔离,达到抗干扰目的。

光电耦合器(简称光耦),是一种把发光元件和光敏元件封装在同一壳体内,中间通过电→光→电的转换来传输电信号的半导体光电子器件。光电耦合器可根据不同要求,由不同种类的发光元件和光敏元件组合成许多系列的光电耦合器。目前应用最广的是发光二极管和光敏三极管组合成的光电耦合器。

光耦以光信号为媒介来实现电信号的耦合与传递,输入与输出在电气上完全隔离,具有抗干扰性能强的特点。对于既包括弱电控制部分,又包括强电控制部分的工业应用测控系统,采用光耦隔离可以很好地实现弱电和强电的隔离,达到抗干扰目的。但是,使用光耦隔离需要考虑以下几个问题:


① 光耦直接用于隔离传输模拟量时,要考虑光耦的非线性问题


② 光耦隔离传输数字量时,要考虑光耦的响应速度问题


③ 如果输出有功率要求的话,还得考虑光耦的功率接口设计问题

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1、光电耦合器非线性的克服

利用2个具有相同非线性传输特性的光电耦合器,T1和T2,以及2个射极跟随器A1和A2组成,。如果T1和T2是同型号同批次的光电耦合器,可以认为他们的非线性传输特性是完全一致的,即K1(I1)=K2(I1),则放大器的电压增益G=Uo/U1=I3R3/I2R2=(R3/R2)[K1(I1)/K2(I1)]=R3/R2。由此可见,利用T1和T2电流传输特性的对称性,利用反馈原理,可以很好的补偿他们原来的非线性。

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2、提高光电耦合器的传输速度

用2只光电耦合器T1,T2接成互补推挽式电路,可以提高光耦的开关速度。

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3、光耦的功率接口设计

就抗干扰设计而言,很多场合下,我们既能采用光电耦合器隔离驱动,也能采用继电器隔离驱动。一般情况下,对于那些响应速度要求不很高的启停操作,我们采用继电器隔离来设计功率接口;对于响应时间要求很快的控制系统,我们采用光电耦合器进行功率接口电路设计。这是因为继电器的响应延迟时间需几十ms,而光电耦合器的延迟时间通常都在10us之内,同时采用新型、集成度高、使用方便的光电耦合器进行功率驱动接口电路设计,可以达到简化电路设计,降低散热的目的。

            

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