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電路中的另類之“光”- 光耦合器簡介 (中篇)

2023-12-13 13:46| 发布者: 闪电| 查看: 1| 评论: 0

摘要: 在上一篇中,我們介紹了光半導體器件的分類,並介紹了光耦的基本概念,此篇我們帶大家一起瞭解光耦的類型與安全標準。為什麼需要光耦?答案當然是為了滿足電氣隔離需求啦~在光耦中,一次側(LED側)和二次側(受光 ...

在上一篇中,我們介紹了光半導體器件的分類,並介紹了光耦的基本概念,此篇我們帶大家一起瞭解光耦的類型與安全標準。為什麼需要光耦?答案當然是為了滿足電氣隔離需求啦~在光耦中,一次側(LED側)和二次側(受光器件側)是電絕緣的,因此,即使一次側和二次側的電位(甚至GND電位)不同,也可以將一次側電信號傳輸到二次側。

如下圖所示的逆變器應用中,控制單元(如微控制器)通常在低直流電壓下工作。而另一方面,IPM和IGBT將驅動高電壓負載(比如需要200V交流電)。高壓系統部件可通過耦合器直接由微控制器控制。

                                                                  

                                                               (圖片來源如網址 ; 作者:TOSHIBA)

光耦的類型

  • 電晶體輸出:光電電晶體是一種探測器,也可使用達林頓類型。
  • IC輸出:該類型有光電二極體作為受光器件的產品、邏輯等輸出產品、用於IGBT和MOSFET柵極驅動的大電流輸出產品、以及隔離放大器等高功能產品。

  • 雙向可控矽/晶閘管輸出:光電晶閘管或光電可控矽用於輸出。它們主要用於交流線路的控制。

  • 光繼電器(MOSFET輸出):光伏陣列(光電二極體陣列)驅動MOSFET的柵極來打開/關閉輸出。通過這種操作,它可以用作MOSFET輸出的繼電器開關。
                                                             


                                                               (圖片來源如網址 ; 作者:TOSHIBA)

在設計生產時,光耦必須具有符合安全標準的封裝形狀和介電強度。根據安全標準,器件出廠前需要對絕緣爬電距離、間隙、絕緣厚度、隔離電壓等參數進行檢查。並且由於絕緣性能、封裝尺寸和內部晶片尺寸等限制,光耦具有單模透射型、帶膜的單模透射型、雙模透射型、反射型等不同類型的內部封裝結構。

                                                              

                                                                             (圖片來源如網址 ; 作者:TOSHIBA)

光耦的安全標準

對於任何一個器件來說,在使用前正確認識其安全標準都非常重要,光耦器件亦是如此。從設計和製造的角度來看,安全標準可分為設定標準和零件標準。設定標準是設計和製造電視機、錄影機和電源裝置等設備的基礎。而零件標準則包括了絕緣部分必須保持的專案(介電強度(絕緣電壓)、爬電距離、間隙等)。想不到外觀相似的器件之中竟隱藏了這麼多的不同。因此,我們在選擇隔離器並用於產品設計之前,通常需要驗證、評估和認證隔離器的標準、測試和等級,即便全都瞭解之後,也要掌握器件的正確使用方法。

在下一篇將帶您深入認識光耦的特性及使用技巧哦~


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