什么是光耦隔離

光耦隔離就是采用光耦合器進(jìn)行隔離。光耦合器的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于把發(fā)光二極管和光敏三極管封裝在一起。光耦隔離電路使被隔離的兩部分電路之間沒有電的直接連接,主要是防止因有電的連接而引起的干擾,特別是低壓的控制電路與外部高壓電路之間。
光耦的主要構(gòu)件是發(fā)光器件和光敏器件,發(fā)光器件一般都是IRLED,而光接受器件有光敏二極管、光敏三極管、達(dá)林頓管、光集成電路等類型,在高頻開關(guān)電源中,對光耦的響應(yīng)速度要求很高,故一般采用如圖所示的響應(yīng)較快的高速型,延遲時間在500nS以內(nèi)。用于模擬信號或直流信號傳輸時,應(yīng)采用線性光耦以減小失真,而傳輸數(shù)字開關(guān)信號時,對其線性度的要求不太嚴(yán)格。
光耦隔離的主要作用
光耦的主要作用就是隔離作用,如信號隔離或光電的隔離。隔離能起到保護(hù)的作用,如一邊是微處理器控制電路,另一邊是高電壓執(zhí)行端,如市電啟動的電機,電燈等等,就可以用光耦隔離開。當(dāng)兩個不同型號的光耦只有負(fù)載電流不同時,可以用大負(fù)載電流的光耦代替小負(fù)載電流的光耦。
以六腳光耦TLP641J為例,說明其原理。
一個光控晶閘管(photo-thyristor)耦合(couple to)一個砷化鎵(gallium arsenide)紅外發(fā)光二極管(diode)組成。左邊1和2腳是發(fā)光二極管,當(dāng)外加電壓后,驅(qū)動發(fā)光二極管(LED),使之發(fā)出一定波長的光,以此來觸發(fā)光控晶閘管。光控晶閘管的特點是門極區(qū)集成了一個光電二極管,觸發(fā)信號源與主回路絕緣,它的關(guān)鍵是觸發(fā)靈敏度要高。光控晶閘管控制極的觸發(fā)電流由器件中光生載流子提。光控晶閘管陽極和陰極間加正壓,門極區(qū)若用一定波長的光照射,則光控晶閘管由斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)。為提高光控晶閘管觸發(fā)靈敏度,門極區(qū)常采用 放大門極結(jié)構(gòu)或雙重放大門極結(jié)構(gòu)。為滿足高的重加電壓上升率,常采用陰極發(fā)射極短路結(jié)構(gòu)。小功率光控晶閘管常應(yīng)用于電隔離,為較大的晶閘管提供控制極觸發(fā);也可用于繼電器、自動控制等方面。大功率光控晶閘管主要用于高壓直流輸電。
當(dāng)1和2腳加上5V以上電源后,就能使發(fā)光管發(fā)光,驅(qū)動光控晶閘管進(jìn)入通態(tài),此時,5和4腳構(gòu)成一個電阻,阻值大約為10K。當(dāng)1和2不加電壓時,則4和5可以看成一個無窮大的電阻。阻止電流流通,起到隔離保護(hù)的作用。