光電隔離器是隔離器的一種，它是把發(fā)光器件與光敏接受器件集成在一起，或用一根光導(dǎo)纖維把兩部分連接起來(lái)的器件。通常發(fā)光器件為發(fā)光二極管（LED），光接受器件為光敏晶體管等。加在發(fā)光器件上的電信號(hào)為耦合器的輸入信號(hào)，接受器件輸出的信號(hào)為隔離器的輸出信號(hào)。當(dāng)有輸入信號(hào)加在光電隔離器的輸入端時(shí)，發(fā)光器件發(fā)光，光敏管受光照射產(chǎn)生光電流，使輸出端產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)，于是實(shí)現(xiàn)了光電的傳輸和轉(zhuǎn)換。其主要特點(diǎn)是以光為媒介實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的傳輸，而且器件的輸入和輸出之間在電氣上完全是絕緣的。

光電隔離器的結(jié)構(gòu)

從結(jié)構(gòu)上看，光電隔離器由一發(fā)光二極管和光敏晶體管封裝在同一個(gè)管殼內(nèi)組成，其表示符號(hào)如圖1所示。它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)排列上使LED輻射能量有效地耦合到光敏晶體管上，一般有金屬封裝和塑料封裝兩種形式。金屬封裝采用金屬外殼并用玻璃絕緣，芯片采用環(huán)焊以保證發(fā)光管與接受管對(duì)準(zhǔn)。塑料封裝采用雙列直插式結(jié)構(gòu)，管芯先裝于管腳上，中間用透明樹(shù)脂固定，具有聚光作用，故靈敏度較高，是目前應(yīng)用較多的一種。

通常使用的光隔離器組合形式有四種。如圖2所示。其中圖2（a）為普通型隔離器，一般用于100kHz以下頻率的裝置中。圖2（b）為高速型隔離器，其響應(yīng)速度高。圖2（c）為達(dá)林頓輸出型隔離器，具有達(dá)林頓輸出的一切特性，可直接用于驅(qū)動(dòng)較低頻率的負(fù)載。圖2（d）為可控硅輸出型。其輸出部分為光控晶閘管，常用于大功率的隔離驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合。在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)實(shí)際需要選用適當(dāng)?shù)慕M合形式，且盡量選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的器件，以降低成本。

光電隔離器的主要參數(shù)有以下幾種：電流傳輸比;脈沖上升時(shí)間和下降時(shí)間;輸入、輸出間的絕緣電阻;輸入、輸出間的耐壓;輸入、輸出間的寄生電容等。

光電隔離器的工作原理

光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長(zhǎng)的光，被光探測(cè)器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步放大后輸出。

這就完成了電—光—電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號(hào)傳輸具有單向性等特點(diǎn)，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。所以，它在長(zhǎng)線(xiàn)傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制中作為信號(hào)隔離的接口器件，可以大大增加計(jì)算機(jī)工作的可靠性。

圖1.光電隔離器工作原理

由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號(hào)傳輸具有單向性等特點(diǎn)，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。所以，它在長(zhǎng)線(xiàn)傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制中作為信號(hào)隔離的接口器件，可以大大增加計(jì)算機(jī)工作的可靠性。

光電隔離器的應(yīng)用

光電隔離器在實(shí)際工作中的應(yīng)用極其廣泛，但歸納總結(jié)起來(lái)，主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面：

（1）可將輸入和輸出兩部分間的地線(xiàn)分開(kāi)，各自使用一套電源供電。這樣信息通過(guò)光電轉(zhuǎn)換，單向傳遞;又由于光電隔離器輸入與輸出端之間絕緣電阻非常大，寄生電容很小，因此，干擾信號(hào)很難

從輸出端反饋到輸入端，從而起到隔離作用。

（2）可以進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。通過(guò)光電隔離器可以很方便地實(shí)行電平轉(zhuǎn)換。

（3）提高驅(qū)動(dòng)能力。隔離用光電耦合器（如達(dá)林頓電路）輸出和可控硅輸出型耦合器件，不斷具有隔離功能，而且還具有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力。微機(jī)輸出信號(hào)通過(guò)這種光電隔離器件后，就能直接帶動(dòng)負(fù)載。

圖3是光電隔離器常用的幾種電路：驅(qū)動(dòng)傳輸線(xiàn)隔離、固態(tài)繼電器、脈沖放大器、觸發(fā)可控硅、驅(qū)動(dòng)繼電器等。

圖3 ? 常用電路