光电耦合器的多种隔离方式

光电耦合(optical coupler)英文缩写为OC，亦称光电隔离器，简称光耦。光耦隔离就是采用光耦合器进行隔离，光耦合器的结构相当于把发光二极管和光敏(三极)管封装在一起。发光二极管把输入的电信号转换为光信号传给光敏管转换为电信号输出，由于没有直接的电气连接，这样既耦合传输了信号，又有隔离干扰的作用。

工业术语经常模糊相似术语之间的界线。而光耦合器和光隔离器这两个术语可以互换使用，以指代相同的功能。

这两个术语之间的区别特征是隔离的电压量。光耦合器用于将模拟或数字信息从一个电压电势传输到另一电压，同时保持低于5,000V的电势隔离。光隔离器用于隔离电源系统，同时在系统之间传输模拟或数字数据，隔离电压为5,000至50,000V以上的电源系统。

光耦合器和光隔离器都允许信号和数据从一个电子设备中的一个系统传输到另一个系统，而无需直接电连接。通过使用光束到达单个包装中的光接收器以光学方式完成此操作，并在发射器和检测器之间使用光导介质。这允许电子电路完全电气隔离，同时将信息从一个电势传输到另一个电势。在所有光耦合器和光隔离器中，输入信号都转换为来自LED的光脉冲。该光脉冲被传输到硅光电传感器。

光电传感器可以是模拟的也可以是数字的，具体取决于要在整个设备上传输的输入信号的类型。当应用需要模拟信号(例如4至20mA)时，传感器可以是光电二极管或光电晶体管。这两种设备均提供可用于多种模拟应用的模拟输出信号。对于信号量对于系统运行至关重要的那些应用，需要模拟响应。相对于进入LED的光量，设备输出上的电流量称为电流传输比，即输出电流除以输入电流。CTR值可能会从10%到5,000%以上不等，具体取决于系统的收益。通常，点击率越低，上升和下降时间越快。

模拟设备通常需要系统的其他组件使用其他电路。当应用需要脉冲或位输出时，数字输出设备最适合。这些设备通常更易于使用，同时提供可以直接与其他系统组件连接的可靠信号。只要有足够的光照射在光电传感器上，根据逻辑配置，输出信号将为高电平或低电平。设计人员面临的一个问题是在使传播延迟最小的同时，传输数字数据的速度。大多数光隔离器/光耦合器用于低于10Mbits/s的数据速率，并且传播延迟可能在2至20s的范围内。

光耦合器专门设计为类似于双列直插式封装(DIP)或表面贴装器件(SMD)的小型封装器件，因此它们在使用光传输数据时占用的空间最少。设计人员应注意隔离电势的定义，因为它可能被标识为交流，有效值或直流值。

光电隔离器具有多种封装形式，包括矩形，圆柱体和特殊配置。这些封装类型旨在提供比DIP和SMD封装更高的隔离电压。在使用光隔离器时，设计人员可能需要考虑环境条件。例如，如果系统需要50,000V的直流隔离，则环境中的湿度百分比将是关键考虑因素。

如果空气中的湿度过高，则光隔离器周围或PCB表面可能会产生电弧，从而导致导电路径和设备周围短路。距离，温度，大气压力，空气中的污染物的类型和数量以及湿度决定了光隔离器外部的击穿电位。