光隔离器的工作原理是（光隔离器原理图讲解）

光隔离器也称为光隔离器或光耦合器，是一种利用光将电信号或电压从一个电路传输到另一个电路，同时将两个电路相互隔离的器件。它通过隔离过压信号来防止高电压或快速变化的电压损坏组件。光隔离器可承受高达10KV 的输入输出电压和高达10KV 的瞬态电压。

为什么需要光隔离器？

大多数机器控制设备都会产生可能导致故障的感应噪声，借助光耦合器，我们可以隔离输入信号中的这种噪声。大多数光隔离器用于防止电路一侧的高电压或快速变化的电压损坏另一侧的组件或扭曲传输。

光隔离器如何工作？

光隔离器所需的两个主要重要组件是光发射器和光检测器。光隔离器有一个光源，几乎总是一个近红外发光二极管，它将电输入信号转换为光。光电传感器和光学通道可以检测光并直接产生电能或调制从外部电源流出的电流。所使用的传感器可以是光敏电阻、光电二极管或光电晶体管。 LED 可以感应光，也可以发光。光电二极管光隔离器用于光耦合固态继电器，用于驱动电源开关。光源和传感器位于开槽光学开关中，其光通道是开放的，允许外部物体调制光，从而阻挡其路径或将光反射到传感器中。

光隔离器的类型

光电二极管光隔离器

这些类型的光学隔离器使用LED 作为光源，使用硅光电二极管作为传感器。通过使用外部电压源，光电二极管反向偏置，入射光增加流过二极管的反向电流。二极管本身不产生能量，它调节来自外部源的能量流。这种工作模式称为光电导模式。在没有外部偏置的情况下，二极管通过将其端子充电至高达0.7V 的电压，将光能转换为电能。能量是在外部高阻抗路径的帮助下产生的。这些类型的光隔离器可用于连接模拟信号。

光电晶体管光隔离器

光电晶体管比光电二极管慢，它们是最早的类型，而且速度不快。为了实现光电晶体管的最大速度，必须对其进行适当的偏置和加载。使用场效应晶体管作为传感器的光隔离器很少见。打开光电FET 不会在输出电路中注入开关电荷，这在采样和保持电路中非常有用。

双向光隔离器

上述光隔离器是单向的。它们都是单向的，因为光通道始终在一个方向上工作，从光源到传感器。但LED 能够检测入射光。这使得利用一对LED 构建双向光学隔离器成为可能。最简单的双向光隔离器是一对面对面放置并用热缩管固定在一起的LED。两个LED 之间的间隙可以使用玻璃纤维插入物来延长。

光隔离器的优点

1.电气隔离，保护控制电路

2.可宽带信号传输

3.简单的逻辑电路接口

4. 在较低频率下提供非常好的响应

5. 由于信号是单向传输的，输出侧的噪声不会耦合到输入侧

6.它们结构紧凑，价格便宜

光隔离器有哪些缺点？

1. 高功率信号的信号耦合机会

2.高频响应差

光隔离器的应用

它可用于将低功率电路与高功率电路隔离，同时将控制信号从控制电路耦合到高功率电路。此类应用的示例包括高功率斩波器和逆变器，以及用于直流电机速度控制的交流到直流转换器。光隔离器耦合基极驱动信号，为连接在DC-DC 斩波器中的晶体管供电。

审稿人：刘庆