[發明專利]標準光耦合器的多位使用

無效

• 申請號: 201080028651.1
• 申請日: 2010-05-03
• 公開（公告）號: CN102804645A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 徐建;J·G·芬奇
• 申請（專利權）人: 自由哈德沃德制造公司
• 主分類號: H04B10/00
• 分類號: H04B10/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

背景技術

本發明涉及光耦合器，確切地說，涉及一種使用單個光耦合器顯示多位值的方法。

光耦合器是一種使用短途光傳輸路徑在電路元件之間傳輸信號同時保持電路元件電絕緣的裝置。一種光耦合器配置包括光電二極管，所述光電二極管會發光，以使光電晶體管接通并導致電流流動，從而產生輸出電壓。因此，光電二極管可控制光電晶體管，與此同時保持與光電晶體管電絕緣。

光耦合器的公差范圍較大，這樣，流入光耦合器的輸入電流可產生范圍較大的輸出電壓。因此，用于數據傳輸的光耦合器只用于傳遞單個位值(例如，邏輯0為斷開，邏輯1為接通)。要傳輸多位值，則每位數據各需要一個光耦合器。

發明內容

一種使用單個光耦合器顯示多位值的方法，所述方法響應于光耦合器輸出電壓的第一范圍顯示第一多位值，且響應于光耦合器輸出電壓的第二范圍顯示第二多位值。所述第一范圍不同于所述第二范圍。

一種使用單個光耦合器顯示多位值的系統，所述系統包括光耦合器、控制器和模數轉換器。控制器可操作以將特定輸入電流注入光耦合器，從而產生處于多個預定義范圍中的一個范圍內的輸出電壓。模數轉換器連接到光耦合器，并可操作以響應于所述光耦合器的輸出電壓處于多個預定義范圍中的一個范圍內而顯示多位值。所述多個預定義范圍中的每個范圍均分配有多位值。

通過以下說明和附圖可更好地了解本發明的這些和其他特征，以下是對附圖的簡要說明。

附圖說明

圖1所示為示范光耦合器。

圖2所示為對應于電流傳輸比為50％至200％的光耦合器的示范輸入電流和輸出電壓范圍的表。

圖3所示為對應于電流傳輸比為50％至200％的光耦合器的示范輸入電流和輸出電壓范圍的圖。

具體實施方式

圖1所示為示范光耦合器10，包括彼此電絕緣的光電二極管12和光電晶體管14。控制器16控制流過光電二極管12并使光電二極管12發光的二極管電流I_D。發出的光會使光電晶體管14接通，從而使晶體管電流I_T流動，因此產生輸出電壓V_out。電阻器18(“R₁”)連接到控制器16和光電二極管12。電阻器19(“R₂”)連接到光電晶體管14且連接到模數轉換器20。所述模數轉換器20可操作以將模擬輸出電壓V_out轉換成微處理器(未圖示)可讀的數字信號。

晶體管電流I_T的大小由以下等式#1得出，且輸出電壓V_out的大小由以下等式#2得出。

I_T＝I_D*CTR?????????等式#1

其中I_T為晶體管電流；

I_D為二極管電流；以及

CTR為光耦合器的電流傳輸比(“CTR”)，其表示輸出電流(“I_T”)與輸入電流(“I_D”)之比。

V_out＝I_T*R₂?????等式#2

圖2所示為表21，包含光耦合器的示范輸入電流22a到22d、示范輸出電壓范圍24a到24d以及示范二進制賦值26，光耦合器的CTR為50％至200％，假定R₂為1kΩ。如表21所示，將特定二極管電流I_D注入光耦合器10可獲得特定電壓范圍。通過向每個范圍24a-d分配不同的多位值26，即使單個光耦合器10的CTR變化較大(例如，50％至200％)，該光耦合器仍然可用于表示多個多位值26a到26d。

在圖2的實例中，范圍24a對應于多位值26a(“00”)，范圍24b對應于多位值26b(“01”)，范圍24c對應于多位值26c(“10”)，且范圍24d對應于多位值26d(“11”)。多位值26可用于表示系統(例如照明系統)的狀態。在一個實例中，多位值26a(“00”)對應于無故障，多位值26b(“01”)對應于超溫故障，多位值26c(“10”)對應于過電流故障，多位值26d(“11”)對應于硬件故障(例如，MOSFET損壞)。當然，多位值26也可用于表示其他狀態，甚至還可以表示非狀態的其他信息。