光電隔離

光耦合器一般由三部分組成：光的發射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅動發光二極管（LED），使之發出一定波長的光，被光探測器接收而產生光電流，再經過進一步放大後輸出。這就完成了電—光—電的轉換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由於光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由於光耦合器的輸入端屬於電流型工作的低阻元件，因而具有很強的共模抑制能力。所以，它在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計算機數字通信及實時控制中作為信號隔離的接口器件，可以大大增加計算機工作的可靠性。

光耦合器的主要優點是：信號單向傳輸，輸入端與輸出端完全實現了電氣隔離，輸出信號對輸入端無影響，抗干擾能力強，工作穩定，無觸點，使用壽命長，傳輸效率高。光耦合器是70年代發展起來產新型器件，現已廣泛用於電氣絕緣、電平轉換、級間耦合、驅動電路、開關電路、斬波器、多諧振盪器、信號隔離、級間隔離 、脈衝放大電路、數字儀表、遠距離信號傳輸、脈衝放大、固態繼電器(SSR)、儀器儀表、通信設備及微機接口中。在單片開關電源中，利用線性光耦合器可構成光耦反饋電路，通過調節控制端電流來改變佔空比，達到精密穩壓目的 ^[1]  。

一、信號隔離：

其目的在於從電路上把干擾源和易受干擾的部分隔離開來，使測控裝置與現場僅保持信號聯繫，而不直接發生電的聯繫。隔離的實質是把引進的干擾通道切斷，從而達到隔離現場干擾的目的。測控裝置與現場信號之間、弱電和強電之間，常用的隔離方式有光電隔離、繼電器隔離、變壓器隔離、隔離放大器等。另外，在佈線上也應該注意隔離。

二、光電耦合器：

將發光元件和受光元件組合在一起，通過電-光-電這種轉換，利用“光”這一環節完成隔離功能，使輸入和輸出在電氣上是完全隔離的。根據受光元件的不同可分為晶體管輸出型和晶閘管輸出型兩類。

光電耦合器具有三個特點：①信號傳遞採取電-光-電的形式，發光部分和受光部分不接觸，能夠避免輸出端對輸入端可能產生的反饋和干擾，②抑制噪聲干擾能力強；③具有耐用、可靠性高和速度快等優點，響應時間一般為數 以內，高速型光電耦合器的響應時間有的甚至小於10ns。

三、固態繼電器:

固態繼電器按使用場合可以分為交流型(AC-SSR) 和直流型(DC-SSR)兩類，它們分別在交流或直流電源上做負載的開關，不能混用。

四、隔離放大器：

為完成地線隔離，將放大器加上靜電和電磁屏蔽浮置起來，這種放大器叫隔離放大器，或叫隔離器，其輸入和輸出電路與電源沒有直接的電路耦合關係。常用的隔離放大器有Analog Devices公司的AD277J、AD202、AD204、AD289、AD290、AD210、AD281等。

五、線性光電隔 離放大器：

利用發光二極管的光反向送回輸入端，正向送至輸出端，從而提高了放大器的精度和線性度。放大器的輸入端和輸出端是用光隔離的，所以不存在電氣連接。常見的線性光電隔離放大器有Burr-Brown公司的ISO100、3650和3652 ^[2]  。

工業應用環境中存在着許多不小的瞬變脈衝，這些瞬變脈衝會影響到數據的傳輸，甚至傷害互連的設備，為了能夠在高速現場總線通信得到無錯誤的數據傳輸，工業系統設計工程師必須要對這些干擾進行處理，通常會使用具有絕緣隔離功能的光電耦合器來維持數據的完整性並保護互連設備。

光電耦合器件是把發光器件(如發光二極管)和光敏器件(如光敏三極管)集成在一起，通過光線實現耦合構成電一光和光一電的轉換器件 ^[3]  。