一種高壓光電耦合器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種高壓光電耦合器，包括分壓電路、保護電路、光電隔離元件、輸出控制電路和輸出負載濾波電路；分壓電路的輸入端與輸入信號連接；輸出端分別與保護電路的輸入端和光電隔離元件的輸入端連接；保護電路的輸出端與光電隔離元件的輸入端連接；光電隔離元件的輸出端分別與輸出負載濾波電路的輸入端、輸出控制電路的輸入端和輸出信號連接；輸出負載濾波電路的輸出端與輸出控制電路的輸入端連接；輸出控制電路的輸出端輸出控制信號。光電隔離元件包括紅外發射管、紅外接收管和外殼密封載體。本實用新型專利技術的高壓光電耦合器的耐壓能力強；能夠適應高頻信號的傳輸要求，并且具有工作穩定，無觸點，使用壽命長的優點。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種高壓光電耦合器，屬于電子電器

技術介紹
光電耦合器(optical?coupler，英文縮寫為OC)亦稱光電隔離器，簡稱光耦。光電耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光電耦合器具有輸入輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點，因而在實際電路轉換應用中具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。但是傳統的光電耦合器能夠隔離轉換的電壓最大為700V，不能夠實現快速響應對600Hz以上頻率和5KV～10KV的高壓電路檢測和隔離轉換，因此本專利技術專利基于紅外發射管和紅外接收管，研制的新型高壓光電耦合器，完全承受10KV的高壓，并且對600Hz脈沖電源可以在線實時隔離轉換，可以大大提高信噪比，在計算機數字通信及實時控制中作為信號隔離的接口器件，可以大大增加計算機工作的可靠性。現有光電耦合器由于具有體積小、壽命長、抗干擾能力強、工作溫度寬及無觸點輸入與輸出在電氣上完全隔離等特點，被廣泛地應用在電子、
及工業自動控制領域中，作為隔離電路、開關電路、數模轉換、邏輯電路、過流保護、長線傳輸、高壓控制及電平匹配等。目前現有光電耦合器主要不足之處在于：耐高壓能力差、響應頻率比較低、工作溫度狹窄等。因此。本領域的技術人員致力于開發一種能夠承受10KV以上高壓的光電耦合器。
技術實現思路
光電耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發射、光的接收及信號放大和濾波等。輸入的電信號驅動發光二極管(LED)，使之發出一定波長的光，被光探測器接收而產生光電流，再經過進一步放大后輸出。這就完成了電—光—電的轉換，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，電信號傳輸具有單向性等特點，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，因而具有很強的共模抑制能力。所以，它在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在現場在線監測與實時控制中作為信號隔離的接口器件，可以大大增加系統工作的可靠性。本技術針對高壓電路的電壓信號檢測與控制，融合光電技術、傳感器技術、測控技術等先進技術，為高壓電路提供實時響應、寬頻域、線性化、高阻抗的光電耦合器件。本技術是一種高壓光電耦合器，其特征在于，包括分壓電路、保護電路、光電隔離元件、輸出控制電路和輸出負載濾波電路；所述分壓電路的輸入端與輸入信號連接；輸出端分別與所述保護電路的輸入端和所述光電隔離元件的輸入端連接；所述保護電路的輸出端與所述光電隔離元件的輸入端連接；所述光電隔離元件的輸出端分別與所述輸出負載濾波電路的輸入端、所述輸出控制電路的輸入端和輸出信號連接；所述輸出負載濾波電路的輸出端與所述輸出控制電路的輸入端連接；所述輸出控制電路的輸出端輸出控制信號。進一步地，所述光電隔離元件包括紅外發射管、紅外接收管和外殼密封載體；所述紅外發射管和所述紅外接收管被封裝于所述外殼密封載體內；所述紅外發射管與所述光電隔離元件的輸入端連接，所述紅外接收管與所述光電隔離元件的輸出端連接。進一步地，所述外殼密封載體是一個材質不透光的密閉容器。進一步地，所述紅外發射管和所述紅外接收管相對且平行地固定在所述外殼密封載體的底部兩端。進一步地，所述紅外發射管的軸心和所述紅外接收管的軸心在一條直線上。進一步地，所述輸出控制電路是由開關組成。與傳統光電耦合器相比，首先，本技術的高壓光電耦合器的耐壓能力得到了提升，能夠適應10kV以上電路的隔離要求；其次，能夠適應600HZ高頻信號的傳輸要求，響應時間達到毫秒級以下；再者，其輸入與輸出之間的阻抗可以達到10兆歐以上；并且具有工作穩定，無觸點，使用壽命長，傳輸效率高的優點。本技術的高壓光電耦合器的輸出高效穩定，又將系統的高壓側和低壓側徹底隔離。附圖說明圖1是本技術的一種高壓光電耦合器的結構示意圖；圖2是本技術的一種高壓光電耦合器的保護電路的結構示意圖；圖3是本技術的一種高壓光電耦合器的光電隔離元件的結構示意圖；圖4是本技術的一種高壓光電耦合器的輸出負載濾波電路的結構示意圖。具體實施方式以下結合具體實施例，對本技術進行詳細說明。本技術的高壓光電耦合器具體如圖1所示，包括分壓電路、保護電路、光電隔離元件、輸出控制電路和輸出負載濾波電路；分壓電路的輸入端與輸入信號連接；分壓電路的輸出端分為兩路，一路與保護電路的輸入端連接，另外一路與光電隔離元件的輸入端連接；保護電路的輸出信號與光電隔離元件的輸入端連接；光電隔離元件的輸出端分為三路：一路與輸出負載濾波電路的輸入端連接；一路用于輸出電壓信號；一路與輸出控制電路的輸入端連接；輸出負載濾波電路的輸出端與輸出控制電路的輸入端連接；輸出控制電路的輸出端用于輸出控制信號。分壓電路：用于將被監測轉換的高壓信號(例如：10KV或者5KV)進行分壓，減低到光電器件能夠承受的耐壓范圍。保護電路：為光電隔離元件提供正反向過電壓保護以及限流保護，光電隔離元件能夠承受的最大工作電流為40mA。保護電路連接在發光器件的輸入端，通過限幅元件限制加載到發光器件上的正反向電流大小。保護電路包括電阻R89、光敏三極管、發光二極管U10和瞬態抑制二極管TVS5，具體如圖2所示；輸入信號經過發光二極管U10、瞬態抑制二極管TVS5和電阻R89后，在發光二極管U10上輸出光信號，使光敏三極管導通，光敏三極管集電極流過的電流大小反映測量信號的大小。光電隔離元件：包括紅外發射管2、紅外接收管3和外殼密封載體1，具體如圖3所示，采取特殊工藝將紅外發射管和紅外接收管封裝在外殼密封載體內。在短距離范圍內紅外發射管發出的紅外光線，沿平行光路向前，照射在紅外接收管的光敏器件上，光敏器件將其轉化為電信號。高壓電路和電壓檢測電路之間完全沒有電的聯系，實現信號的單向傳輸，輸入端與輸出端完全實現了電氣隔離。光敏器件的最大輻射強度一般在光軸的正前方，并隨輻射方向與光軸夾角的增加而減小。不同封裝工藝型號的光敏器件的輻射角度有所不同。當電壓越過光敏器件正向閾值電壓(約0.8V左右)電流開始流動，而且是一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高壓光電耦合器，其特征在于，包括分壓電路、保護電路、光電隔離元件、輸出控制電路和輸出負載濾波電路；所述分壓電路的輸入端與輸入信號連接；輸出端分別與所述保護電路的輸入端和所述光電隔離元件的輸入端連接；所述保護電路的輸出端與所述光電隔離元件的輸入端連接；所述光電隔離元件的輸出端分別與所述輸出負載濾波電路的輸入端、所述輸出控制電路的輸入端和輸出信號連接；所述輸出負載濾波電路的輸出端與所述輸出控制電路的輸入端連接；所述輸出控制電路的輸出端輸出控制信號。

【技術特征摘要】
1.一種高壓光電耦合器，其特征在于，包括分壓電路、保護電路、光電
隔離元件、輸出控制電路和輸出負載濾波電路；
所述分壓電路的輸入端與輸入信號連接；輸出端分別與所述保護電路的輸入
端和所述光電隔離元件的輸入端連接；所述保護電路的輸出端與所述光電隔離元
件的輸入端連接；所述光電隔離元件的輸出端分別與所述輸出負載濾波電路的輸
入端、所述輸出控制電路的輸入端和輸出信號連接；所述輸出負載濾波電路的輸
出端與所述輸出控制電路的輸入端連接；所述輸出控制電路的輸出端輸出控制信
號。
2.如權利要求1所述的高壓光電耦合器，其特征在于，所述光電隔離元
件包括紅外發射管、紅外接收管和外殼密封載體；所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：廉迎戰，劉輝，程海玲，張中華，時劍，廉捷，梁鑒平，
申請(專利權)人：廣東工業大學，佛山市華鴻銅管有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東;44