原创 为什么硬件设计需要光耦?

2023-6-21 10:45 494 3 3 分类: 电源/新能源

光耦:
光耦是将发光二极管(LED)和光电探测器集成于一个封装中的器件。与其它光学器件不同,光不会发射至封装外。其外观类似于非隔离器/固态继电器。虽然光耦是一种光学器件,但它不处理光,而是处理电信号。

光耦的操作示例:

(1)LED接通(0⇒1)。
(2)LED光进入光电晶体管。
(3)光电晶体管接通。
(4)输出电压改变0⇒1。

(1)LED关断(1⇒0)。
(2)LED光停止进入光电晶体管。
(3)光电晶体管关断。
(4)输出电压改变1⇒0。

*右边的剖面图显示了一个采用双模结构的透射型晶体管输出光耦。

什么是光耦?


为什么需要光耦?

在光耦中,原边(LED侧)和副边(受光器件侧)是电绝缘的。因此,即使原边和副边的电位(甚至GND电位)不同,也可以将原边电信号传输到副边。

如右图所示的逆变器应用中,控制单元(如微控制器)通常在低直流电压下工作。另一方面,IPM和IGBT将驱动高电压负载(比如需要200V交流电)。高压系统部件可通过耦合器直接由微控制器控制。

*各种输出类型的光耦可根据您的需要进行定制。

逆变器应用 逆变器应用

光耦的类型

LED用于光耦的输入。另一方面,有各种器件可用于输出。

晶体管输出
光电晶体管是一种探测器。也可使用达林顿类型。
IC输出
我们有光电二极管作为受光器件的产品、逻辑等输出产品、用于IGBT和MOSFET栅极驱动的大电流输出产品、以及隔离放大器等高功能产品。
双向可控硅/晶闸管输出
光电晶闸管或光电可控硅用于输出。它们主要用于交流线路的控制。
光继电器(MOSFET输出)
光伏阵列(光电二极管阵列)驱动MOSFET的栅极来打开/关闭输出。通过这种操作,它可以用作MOSFET输出的继电器开关。

光耦的类型

光耦的类型(封装)

光耦必须具有符合安全标准的封装形状和介电强度。根据安全标准进行设计时,需要检查以下各项。

绝缘爬电距离
两个导体之间沿绝缘体表面的最短距离(原边和副边)。
间隙
通过空气测量的两个导体之间的最短距离。
绝缘厚度
两个导体之间绝缘体的最小距离。
隔离电压
两个导体之间的隔离电压 *
根据UL规定,即使施加1分钟也不会破坏绝缘的交流电压。


来源:toshiba
PARTNER CONTENT

文章评论0条评论)

登录后参与讨论
EE直播间
更多
我要评论
0
3
关闭 站长推荐上一条 /3 下一条