[發(fā)明專利]光耦合器電路

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710186590.1
• 申請日: 2007-12-11
• 公開（公告）號: CN101459421A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏春華;劉士豪
• 申請（專利權(quán)）人: 英業(yè)達(dá)股份有限公司
• 主分類號: H03K17/78
• 分類號: H03K17/78;H03F3/45;H02M1/00;H02M1/08
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 陳 亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光耦合器電路，特別涉及一種使用簡單電路提高性能的光耦合器。

背景技術(shù)

光耦合器被用作隔離式開關(guān)電源的一個最常用器件，由于其對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，因此用來在被隔離的兩端傳輸誤差信號以實現(xiàn)閉環(huán)控制。

光耦合器(optical?coupler，英文縮寫為OC)亦稱光電隔離器，簡稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號。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(fā)射(如發(fā)光二極管)、光的接收(如光三極管)及信號放大(如放大器)。輸入的電信號驅(qū)動發(fā)光二極管(LED)，使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進(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(qiáng)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。在計算機(jī)數(shù)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(jī)工作的可靠性。

參照圖1，其為傳統(tǒng)光耦合器的電路圖。發(fā)光二極管101將被隔離的一端中的電信號轉(zhuǎn)化成光子后發(fā)射，光敏三極管103檢測從發(fā)光二極管101中發(fā)射出來的光子，并將其轉(zhuǎn)化成被隔離的另一端中的電信號，形成一閉環(huán)，實現(xiàn)了閉環(huán)的控制。為了有效的檢測從發(fā)光二極管101發(fā)射出來的光子，光耦合器中的光敏三極管103需要有較大的集電極基極區(qū)域。正是由于這個較大的區(qū)域，增加了集電極基極的電容，這個增加了的電容因為帶來的相位滯后(Phase?lag)又反過來影響光耦合器的帶寬，特別是在低頻時影響更大。在所有的情況下，光耦合器的相位和帶寬會影響整個電源供電的穩(wěn)定。通常的設(shè)計，只能把帶寬稍微提高，但是光耦合器的參數(shù)誤差(Tolerance)會因不同廠商而大不相同，甚至一個隔離部分到另一隔離部分(PARTTO?PART)的差異也比較大，這就要求設(shè)計人員要小心的設(shè)計環(huán)路以避免不穩(wěn)定。但是當(dāng)光耦合器的參數(shù)變化較大時，就存在著潛在的不穩(wěn)定問題。

綜上所述，采用現(xiàn)有的技術(shù)，由于光耦合器的光敏三極管需要較大的集電極基極區(qū)域，影響了現(xiàn)有的光耦合器的帶寬，而現(xiàn)有帶寬只能做微小的調(diào)整，遠(yuǎn)不能抑制光耦合器參數(shù)的變動，導(dǎo)致光耦合器的不穩(wěn)定，其性能較差。并且，對于設(shè)計者來說，在設(shè)計中需要考慮現(xiàn)有光耦合器的不穩(wěn)定的問題，設(shè)計更加復(fù)雜、困難，其實用性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種光耦合器電路，以解決現(xiàn)有技術(shù)因光敏三極管需要較大的集電極基極區(qū)域，影響了帶寬，導(dǎo)致光耦合器的不穩(wěn)定，及實用性較差的問題。

本發(fā)明提供一種光耦合器電路，包括：發(fā)射電路、信號放大電路以及接收電路。發(fā)射電路，用于依據(jù)一電壓信號來發(fā)射一光信號。信號放大電路，具有輸入端及輸出端，用于放大電信號。接收電路包括光敏三極管和反饋電阻。光敏三極管具有集電極，發(fā)射集以及基極，發(fā)射極耦接至信號放大電路的輸入端，用于接收光信號，并將接收到的該光信號轉(zhuǎn)換為一電信號，發(fā)送給該信號放大電路。反饋電阻一端耦接至光敏三極管的基極，另一端耦接至信號放大電路的輸出端，用于為光敏三極管提供補(bǔ)償。

優(yōu)選地，接收電路還包括反饋電容，與反饋電阻并聯(lián)，用于消除高頻噪聲以及避免產(chǎn)生振蕩。

依照本發(fā)明實施例所述的光耦合器電路。其中，接收電路還包括發(fā)射極偏置電阻，其一端耦接至光敏三極管的發(fā)射極，其另一端耦接至接地電壓。光敏三極管的集電極耦接至偏置電壓。

可選地，信號放大電路為一運(yùn)算放大器，具有第一輸入端，第二輸入端以及輸出端，第一輸入端耦接至一參考電壓，其第二輸入端耦接至光敏三極管的發(fā)射極，輸出端耦接至反饋電阻。信號為一電壓，運(yùn)算放大器將該電壓減去該參考電壓后放大所需倍數(shù)。

或者，信號放大電路為一誤差放大器，具有第一輸入端，第二輸入端以及輸出端，第一輸入端耦接至一參考電壓，其第二輸入端耦接至光敏三極管的發(fā)射集，輸出端耦接至反饋電阻。電信號為一電壓，誤差放大器首先將該電壓與該參考電壓作差值后放大該差值。

本發(fā)明因采用直接把光敏三極管的基極通過反饋電阻連接到信號放大器的輸出端，以實現(xiàn)補(bǔ)償，最大帶寬可以改善到現(xiàn)有技術(shù)的三到四倍，因此可以抑制光耦合器參數(shù)的變動，使光耦合器穩(wěn)定，提高了其性能。并且，對于設(shè)計者來說，不需要考慮光耦合器的穩(wěn)定的問題，設(shè)計簡單，增加了其實用性。

附圖說明