接口电子中的光耦合器模块！-先进光半导体

　　工业电子设备在电气噪声和机械挑战的环境中运行。问题在于，自动化、控制和仪表组件依赖于精确的信号，没有电气干扰或失真才能正常运行。因此，光耦合器模块通常被工程师用作信号源以及电源和工业控制以及其他组件之间的信号保护中介。

　　在工业应用中，光耦合器模块是独立的DIN导轨安装器件，可为信号路径提供光分离。其核心是光耦合器-具有发光二极管或LED和光敏器件的电路。光耦合器模块的输入侧包括电源或信号输入电子元件以及LED。输出电路中包括光敏器件（通常为光电晶体管或光电二极管）。当电流通过LED时，它会导致红外光的发射，从而激活光敏器件，从而使电流能够通过光耦合器的输出。通过这种方式，光耦合器输出类似于数字开关，可响应输入电压信号的存在而打开和关闭。

　　一个关键的光耦合器参数是电流传输比或CTR，它是输入和输出电流之间比率的度量。虽然工业控制器在没有光耦合器的情况下工作，但后者提高了安全性，可靠性和准确性，并避免了直接制造（非隔离）信号连接的潜在问题。

　　光耦合器模块可防止电气干扰：从简单的机械限位开关信号到基于协议的数据传输，在工业环境中都容易受到电气噪声的影响。如果这些信号必须传播任何长度的距离，则最容易受到攻击。在这里，光耦合器可以隔离流经接地连接的杂散电流产生的共模噪声。为此，正确设置使用光耦合器的系统将源电路和接收电路分别用于接地和信号连接。

　　光耦合器模块连接高压和低压电路：如果工业控制器馈送的输入信号超过设定的限值，它们可能会受到损坏...但经常需要跟踪功率水平。例如，PLC的数字输入可能设计为接受24Vdc，但需要监控220Vac负载。直接将220Vac连接到PLC输入显然会损坏后者。因此，在这里，光耦合器模块可能接受220Vac输入，并在控制器的最大允许输入内产生反馈输出电压。

　　光耦合器模块可保护工业控制器免受瞬态事件的影响：瞬态事件是突然的短寿命电压或电流突发。尽管瞬变持续时间为瞬间，但瞬变可能会对工业控制器造成重大损坏。在这里，光耦合器模块可以作为工业控制器与任何暴露于浪涌或浪涌电流的现场传感器之间的隔离屏障。

　　虽然光耦合器模块主要隔离输入信号和电源，但有些设计有助于确保输出信号的质量。例如，一些光耦合器模块可以取代机电信号继电器。后者通常在2A或更低的低开关电流下工作。这使得具有相似或更高输出电流的光耦合器非常适合替代...但由于没有移动部件，设计寿命要长得多。更具体地说，机电继电器通常工作100，000至1，000，000次循环...但是基于光耦合器的继电器可以持续数十年。此外，光耦合器模块避免了反电动势和信号反弹的机电问题。

　　一些基于交流的应用需要过零检测，这是对交流信号在零点以上和零点以下切换时的转换的测量。在这里，过零电路可以让控制装置测量波形的频率和相位，以及每次交流信号穿过0V点时在输出端形成的窄脉冲。过零检测器电路的变化比比皆是，但基于光耦合器的变化更胜一筹。光耦合器在交流信号和控制器之间提供噪声隔离栅。许多光耦合器模块甚至具有内置的零点检测电路，以减少零件数量。

　　当光耦合器补充电源时，它通常在电源的反馈控制环路处（与输入侧变压器一起）隔离系统DC/AC、AC/AC、AC/DC或DC/DC转换器。这种配置消除了电源输入和所有输出端子（以及任何连接的现场设备、电机或其他负载）之间的所有直接导电路径，从而实现更安全、更高效的设计。在经常在截然不同的电源状态之间切换的设备上，光耦合器可以（甚至达到数十kV/μsec）保护电源免受瞬态共模电压的影响。在高压应用中，光耦合器还可以在具有轻微地电位差的设计中断开由不同电源引起的接地环路电流，从而消除共模电气噪声问题。

　　如何选择光耦模块

　　这些是决定最合适光耦合器模块选择的主要参数。

　　输入电压—确定输入信号的最大电压，并选择高于限值的光耦合器模块。

　　输出电压和电流—确保光耦合器的输出能够处理应用所需的电压和电流。一些光耦合器模块具有高电流或高压输出额定值。

　　响应时间—任何用于高速信令的光耦合器都需要以微秒（μsec）为单位测量的响应时间。

　　安装—可以从头开始构建光耦合器电路，但DIN导轨安装模块易于安装。

　　先进光半导体由南方先进联合日本归国华侨杨振林博士团队合资成立，以南方先进为主要投资方、杨博士团队为技术核心的一家专业从事光电器件、光耦合器、光耦继电器等光电集成电路以及光电驱动等产品，研发团队涵盖设计、制造、销售和服务的高新技术企业，先进光半导体拥有先进的光电器件全自动生产线，具有年产8000万只光电光耦器件的生产能力。现阶段先进光半导体的光耦继电器、光耦合器等主要产品用于：蓄电系统．智能电表．自动检测设备．电信设备．测量仪器．医疗设备．通信设备．PC端．安防监控．O/A设备．PLC控制器．I/O控制板等，依托于光半导体综合的设计技术和芯片制造技术优势，先进光半导体期望在有广阔发展前景的光电控制领域深耕，逐步提升产品的技术附加值，扩充技术含量更高的产品线。

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