光隔离器中的传感器类型

光隔离器是一种不通过电流在二极管之间传输信息的电子设备。由于它们不需要在光隔离器电路的输入和输出之间直接传输电压或电流，所以这些部件可以用来在PCB的两个区域进行电气隔离。光隔离器作为保护机制，确保有害电流不会通过设备。

简单来说，光隔离器BCV71的工作原理是获取输入电信号，并使用发光二极管将其转换为光信号，通常在近红外光谱中工作。然后，在同一设备中，光电二极管、光电晶体管或光电达林顿晶体管将光信号转换为电信号。这为输入端的任何电压瞬变或过压电平提供了一个屏障，以避免影响光隔离器输出端的电路。组件密封在不透明的包装中，以防止外界光线干扰。

通信、控制和监控系统广泛应用于许多不同类型的光隔离器电路中。在这些系统中，数据信号可以为损坏设备的有害电压提供一个入口点。它们特别有用，因为长数据电缆容易受到感应电压瞬变或接地浪涌的影响，进入含有敏感半导体元件的电子设备。

选用光隔离器时的重要规格

值得一提的是，光耦合器和光隔离器通常可以交换；然而，通常的做法是光耦合器是一种可以隔离约5000V电压的装置，光隔离器是一种可以隔离5000V以上电压的装置。如果你看到这个协议的例外，请不要惊讶。光隔离器的速度也不一样。固态继电器等快速光隔离器在数据传输方面会优于二极管光隔离器等产品。如果您有任何问题，请查看数据手册。

现在，我们希望专注于不同类型的光隔离器。隔离电压、带宽、线性度、电流传输比和功率要求是选择光隔离器的关键参数。

隔离电压

隔离电压是LED和光传感器之间可能存在的最大额定电压差。隔离电压由光隔离装置本身的结构和设备的外部因素决定。当设备光源部件处的电压电弧通过光传感器部件时，内部突破。同样，当设备输入引脚上的电压电弧通过输出引脚时，也会发生外部突破。受PCB设计的影响，PCB设计是输入输出接线的接线和分离方式，以及设备周围的环境条件。电弧的电压取决于温度、湿度、分离距离、压力和空气污染物的存在。典型的现成光隔离器可以承受高达10kV的输入至输出电压差和约25kV/μs的电压瞬变。

电流传输比

电流传输比（CTR）这是LED和传感器电流之间的比率，可以有效地获得设备并反映其效率。低CTR光隔离器需要更多的电流来驱动LED，从而在光晶管上产生足够的电流。

CTR不是恒定的，而是取决于进入部件的输入电流。CTR的温度和使用寿命也会因每个部件而异。因此，在光隔离器使用的设备的最大额定温度和最长工作寿命下，选择能够提供所需CTR的设备是非常重要的。组件的制造公差可能会导致CTR在同一组件中的广泛范围，因此设计必须基于数据手册中规定的最小CTR。所有这些因素都会使最佳设备难以选择。如果您有任何问题，请添加健康误差范围，并使用最坏的组件值模拟电路，以确保电路正常运行。

功率

最后一个要记住的因素是光隔离器电路本身的功率要求和零件损耗造成的热管理。基本部件的效率可能比较低，会产生大量的热水平需要适当处理，尤其是当光隔离器本身的性能受到加热效果的不利影响时。设计电路布局时，请记得将光隔离器电路的输入线与所有其他电路(尤其是接地层和电源层)适当分离，以防止电路之间的瞬态容性或电感耦合。

光隔离器结构

光隔离器通常使用近红外LED将电输入信号转换为等效光信号。光包含在封闭的光隔离通道(也称为介电通道)中。光隔离通道末端的光敏设备可以直接从接收到的光中产生电信号，也可以利用接收到的光来调节从外部电源流出的电流。光敏设备可用于光敏电阻、光电二极管、光电晶体管和硅控制整流器（SCR）或者三端双向可控硅。由于光敏电阻可以用作光源或光敏装置，两个光敏电阻可以形成双向光隔离器，光隔离通道的两端各有一个。性能和效率限制了双向光隔离器的可用性和应用性。两个反向配置的单向光隔离器可以实现等效电路，但成本需要更多的分离元件和更大的尺寸。

四种类型的光隔离器组件(从左到右)：三端双向可控硅、光电晶体管和SCR的施密特缓冲器。这类设备也可配置在多个通道中。

光隔离器的物理布局主要取决于所需的隔离电压。额定电压低于几千伏的设备通常具有平面结构。传感器芯片覆盖有LED芯片的玻璃或透明塑料。传感器的吸收光谱将与LED的输出光谱相匹配。光隔离通道的厚度决定了设备的额定击穿电压。硅胶圆顶结构通常用于额定击穿电压高的设备。封装的另一侧放置了LED和传感器芯片，由透明硅胶圆顶形成的间隙隔开。圆顶的形状可以尽可能多地将光从LED引导到传感器。

传感器在光学隔离器中的类型

光敏电阻是一种非极性装置，用于DC和交流电路。它们通过将其电阻与接收到的光能强度成反比来工作

当光能落在光电二极管上时，光电二极管会产生与接收到的光能强度成比例的电荷。这种小电荷可以用来驱动高阻抗负荷，光电二极管可以在光伏模式下工作。

本质上，光电晶体管比光电二极管慢，为了达到几十kHz的速度，必须正确偏置和加载。然而，它们的集电极开路输出意味着它们具有产生更大输出电流和更敏感的优点。

光硅可控硅整流器（SCR）光隔离器是一种基于晶闸管的隔离器，专为交流功率控制的应用而设计。它们也被称为光电SCR，可以完全隔离交流电源线上的噪声和电压瞬变。

光三端双向可控硅(交流电三极管)光隔离器和光电SCR一样，可以用来控制交流电源的负载。

继电器(金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种不寻常的光隔离器类型，设计用于快速开关应用，在环境挑战下需要高可靠性和长寿命。

结论

选择光隔离器类型时，不要只选择任何适合您预算和最喜欢的供应商库存的设备。光隔离器有多种不同类型的光隔离器，优化了特定的应用。开始选择过程，考虑关键因素

传感器类型光隔离器选择传输输出

免责声明：本网信息来自于互联网，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，并请自行核实相关内容。本站不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如若本网有任何内容侵犯您的权益，请及时联系我们，本站将会在24小时内处理完毕。