接口电子中的光耦模块

工业电子产品在电嘈杂和机械挑战性环境中运行。问题是，自动化，控制和仪表组件依赖于准确的信号SAN的电气干扰或失真来正确操作。因此，光电耦合器模块通常由工程师作为信号保护中介机，在信号源和电源和工业控制和其他组件之间。

在工业应用中，光耦合器模块是一个独立的DIN导轨安装设备，提供信号路径的光学分离。其核心是光电耦合器- 具有发光二极管或LED的电路和光敏器件。光耦合器模块的输入侧包括电源或信号输入电子器件以及LED。输出包括输出电路中的光敏器件（通常是光电晶体管或光电二极管）。当电流通过LED时，它会导致红外光的发射激活光敏器件 - 使电流能够通过光耦输出。以这种方式，光电耦合器输出类似于响应输入电压信号存在而打开和关闭的数字开关。

光耦合器包括LED和光敏组件。输入电路上的LED或红外光源与输出侧的光敏半导体通信。

密钥光电耦合器参数是当前的传输比或CTR.，这是输入和输出电流之间的比率。虽然工业控制器工作了SANS Ostocouplers，但后者推动了安全性，可靠性和准确性，避免了直接制造的（非隔离）信号连接的潜在问题。

光耦合器模块防止电气干扰：从简单的机械限位开关信号到基于协议的数据传输的一切都易于在工业环境中的电噪声影响。如果他们必须旅行任何长度，这些信号最脆弱。这里，光耦合器可以隔离由流过地面连接流过的杂散电流产生的共模噪声。适用于使用光耦合器的安装系统，为此目的具有单独的地面和信号连接的源和接收电路。
光耦合器模块连接高压和低压电路：如果它们送入输入信号超过设定限制，则工业控制器可以维持损坏...但是通常需要跟踪功率水平。例如，PLC的数字输入可能被设计为接受24 VDC - 但需要监控220 Vac负载。直接将220 VAC连接到PLC输入将显然会损坏后者。因此，在这里，光耦合器模块可能接受220 VAC输入，并在控制器的最大允许输入中产生反馈输出电压。
光电站模块保护工业控制器免受瞬态事件：瞬态事件是突然的短寿电压或电流突发。尽管它们的瞬间秒秒，但瞬态可能会对工业控制器造成重大损害。这里，光耦合器模块可以用作工业控制器和暴露于浪涌或浪涌电流的任何场传感器之间的隔离屏障。

尽管光电耦合器模块主要隔离输入信号和电源，但有设计为此，它们有助于确保输出信号的质量。例如，一些光耦合器模块可以代替机电信号继电器。后者通常会从2A或更小的低开关电流工作。这使得具有相似或更高输出电流相当合适的替代品的光耦合器......但由于没有移动部件，设计寿命远远较长。更具体地，机电继电器通常工作100,000至1,000,000个循环......但是最近的光耦合器的继电器可以持续数十年。更重要的是，光电耦合器模块避免了后部EMF的机电问题和信号弹跳。

基于光耦合器的固态继电器的快速切换使其适用于无数的高功率系统输出负载。光耦合器还可以通过隔离补充工业电源。

高速开关光耦合器还可以保护标准控制和控制电源信号，例如脉冲宽度调制或PWM和Modbus RS485 - 只提供两个示例。这里通过隔离控制器和接收组件，最小化基于耦合的EMI耦合。

采用光耦模块进行过零检测

需要一些基于交流的应用程序零交叉检测，这是一个测量AC信号的转换，因为它在高于和低于零之下。这里，过零电路可以让控制测量波形的频率和相位 - 并且每次交流信号交叉0-V点时，在输出处形成的窄脉冲。零交叉检测器电路变化比比皆是，但基于光电耦合器Excel的探测器。光耦合器在AC信号和控制器之间提供噪声隔离屏障，并且许多光电耦合器模块甚至可以内置零检测电路，以减少零件数。

当光耦合器补充电源时，它通常在电源的反馈控制回路(连同一个输入侧变压器)隔离系统dc/ac, ac/ac, ac/dc，或dc/dc转换器。这种安排消除了电源输入和所有输出端子(以及任何附加的现场设备、电机或其他负载)之间的所有直接导电路径，以实现更安全、更有效的设计。在有规律地在完全不同的电源状态之间切换的设备上，光耦合器可以(甚至可以达到几十千伏/μ秒)保护电源免受瞬态共模电压的影响。在高压应用中，光耦合器也可以断开由设计中具有轻微地电位差的不同电源引起的接地回路电流，从而消除共模电噪声问题。