光耦合器与光隔离器的核心原理及应用解析

光耦合器与光隔离器的基本概念

光耦合器（Optocoupler）又称光隔离器，是一种通过光信号实现输入与输出电路之间电气隔离的电子元件。其核心结构通常由发光二极管（LED）和光敏器件（如光敏晶体管、光敏电阻或光敏二极管）组成，两者封装在同一壳体内，但彼此电气隔离。

工作原理详解

• 信号传输方式： 输入侧的电信号驱动LED发光，输出侧的光敏器件接收光信号并转换为电信号，完成信号传递。
• 电气隔离特性： 输入与输出之间无直接电气连接，有效阻断噪声、电压尖峰和地电位差的影响。
• 抗干扰能力： 特别适用于工业控制、电源管理等强电磁干扰环境。

关键性能参数：隔离电压

隔离电压（Isolation Voltage）是衡量光耦合器安全性能的重要指标，指输入端与输出端之间可承受的最大耐压值，通常以峰值电压（V_PK）表示，常见范围从1000V到5000V甚至更高。

• 高隔离电压保障系统在高压环境下仍能安全运行。
• 符合国际标准如IEC 60747-5-2，确保产品可靠性。
• 选择时需根据实际应用场景（如开关电源、医疗设备）合理匹配。

典型应用场景

光耦合器广泛应用于以下领域：

• 开关电源： 实现反馈信号的隔离传输，提升电源稳定性。
• PLC控制系统： 隔离输入/输出信号，防止干扰传播。
• 电机驱动与变频器： 抑制共模噪声，保护控制电路。
• 医疗电子设备： 满足严格的电气安全要求，保障患者安全。