图2 光电耦合器的特性曲线
从光电耦合器的特性曲线可以看出,光电耦合器的线性度较差,可以利用反馈技术进行校正。
3.3 光电耦合器的应用
由于光电耦合器的输入阻抗与一般干扰源的阻抗相比较小,因此分压在光电耦合器的输入端的干扰电压较小,它所能提供的电流并不大,不易使半导体二极管发光;由于光电耦合器的外壳是密封的,它不受外部光的影响;光电耦合器的隔离电阻很大(约1012Ω)、隔离电容很小(约几个pF)所以能阻止电路性耦合产生的电磁干扰。光电耦合器的隔离阻抗随着频率的提高而降低,抗干扰效果也将降低。
3.4 红外遥控
红外遥控在本质上属于光电耦合,只不过其发光器件和光接收器件不封装在一起,因此红外遥控的隔离效果更好。
3.5 光缆
光缆在本质上也属于光电耦合,其发光器件和光接收器件是通过光缆连接的,由于外界干扰很难进入光缆,因此光缆的隔离效果最好。
4 机电隔离技术
4.1 有触点电磁继电器
机电隔离一般采用有触点电磁继电器来实现,即电磁继电器的线圈接收信号,机械触点发送信号。由于机械触点分断时,阻抗很大,电容很小,从而阻止了电路性耦合产生的电磁干扰的传输。但是继电器的线圈工作频率较低,不适用于工作频率较高的场合,另外还存在触点通断时的弹跳和火花干扰以及接触电阻等缺点。
4.2 应用有触点电磁继电器的注意事项
4.2.1 机械触点的电磁干扰
在机械触点分断信号电流的过程中,由于电路电感的存在将会在触点间感生过电压,这个过电压可能会导致触点间隙击穿而产生电弧;当触点间隙加大时,电弧熄灭,触点间电压又升高,电弧又重燃;如此重复,直到触点间距足够大电流中断时为止。
上述过程中,产生的电弧和峰值大、频率高的电压脉冲串将通过辐射和传导对其它电路和器件形成强烈的干扰。
4.2.2 机械触点的熄火花电路
机械触点的熄火花电路由电阻R和电容C串联组成。其原理是用电容转换触点分断时负载电感L上的能量,从而避免在触点上产生过电压和电弧造成的电磁干扰,最终由电阻吸收这部分能量。
电路参数计算如下:
R》2(L/C)1/2 (7)
C1=4L/R2(8)
C2=(Im/300)2L(9)
式中:R——电阻(Ω);
L——负载电感(μH);
Im——负载电感中的最大电流(A);
C取C1、C2中大者。
4.2.3 电感负载的续流电路
直流电路电感负载的续流电路是用二极管反并联在电感负载上。当切断电感负载时,其上的电流经二极管续流,不会产生过电压而危及电路上的其它器件。