光耦、磁耦、容耦

2023-04-18 726

光耦

原理：光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。这就完成了电-光-电的转换，从而起到输入、输出隔离的作用。多选用空气和环氧树脂作为隔离材料。

优点：信号单向传输、实现了电气隔离、抗干扰能力强。

缺点：LED功耗高、容易老化失效、传输延迟大、体积大。所以对于可靠性要求高的设备最好不用光耦隔离。

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磁耦

原理：磁耦是通过磁场进行能量传递将信号进行隔离传输。利用变压器原理电流脉冲通过一个线圈，形成一个很小的局部磁场，从而在另一个线圈生成感应电流，即隔离前端的电流变化通过线圈引起隔离另一侧的电流变化。

优点：速度快最高可达150MBps、应用方便、可靠性高、寿命长等、无需供电、磁隔的功耗比光耦合器低10倍到100倍。

缺点：集成的变压器本身是一个辐射源，存在EMI干扰性问题，功耗比容耦大一点，体积较大，成本高。

容耦

原理：容耦是采用高频信号调制解调将输入信号通过电容隔离之后传输出去，信号具有很好的跟随特性，性能上更具优势。

优点：通讯速率高、信号传输延时时间短、寿命长、具有很好的抗EMI干扰能力、跟随特性好、成本低。

缺点：低频特性差，容耦不便于集成化。

总结

变压器隔离，会在隔离收发器芯片中被用作隔离电压产生装置；光耦隔离和电容隔离被用于信号隔离电路。在使用时，电路中电容、电阻的参数选择需要参考隔离器的使用手册，选择不当会导致电路功能缺陷或损坏。

对于军用等需要保证长时间可靠性的设备，用容耦最好，磁耦容易有干扰，而光耦用久了会有光衰减、老化失效影响精度可靠性，所以容耦是最稳定可靠的。

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