高速光耦在数字信号处理方面的应用

在有大型电路的地方，光耦合器有机会展示他们的技能。光耦应用于驱动电源。在电动汽车充电桩方面，直流快速充电站在功率转换和传输过程中包括交流输入、DC/DC转换（包括电池对接）、功率因数校正（FPC）电感。检测晶体管栅极的电流和电压，进行信号通信是十分必要的，这也是光耦的一个潜在应用。随着电动汽车技术指标的逐步提高，对光耦器件的要求越来越明确，即工作频率要快，驱动电流要大。

此外，光耦在电力电子通信和传统工业中也有着广泛的应用。确保各子系统具有较高的电压灵敏度和有效的接地信号差。光耦可以很好地解决这些问题。它能将电子数据或控制信号耦合到绝缘栅上，以屏蔽信号传输时的噪声，保护设备和操作人员不受高压的影响。因此，自20世纪70年代以来，光耦合器在各种电路中得到了广泛的应用。在电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离、脉冲放大电路、数字仪表、远程信号传输、脉冲放大、固态继电器（SSR）、仪表等领域，通信设备和微机接口电路。

光耦合器作为一种基本的电子元件，广泛应用于工业设备中。 由于光耦市场需求量大，需求量巨大，占据了隔离器市场的绝大部分，甚至在高性能市场（数据速率至少为1Mbps的隔离器产品、栅极驱动器等特定产品）。 随着行业的发展，对光耦合器的要求逐渐向高集成度（通道数；受绝缘要求限制）和突破性LED（开发越来越低的有源层的LED以减小体积）的方向发展。

光耦合器又称光隔离器或光耦合器，是一种新型的半导体光电转换器，它以光为介质，将输入端的电信号耦合到输出端。 如图所示，这是基本原理。

输入的电信号驱动发光二极管（LED）发出一定波长的光，被光电探测器接收后产生光电流，进一步放大输出。 可实现单向传输功能，有效隔离噪声，抑制干扰，实现输入输出电气绝缘。 这种信号传输方式是所有使用变压器和电磁继电器作为信号传输隔离的常见解决方案所无法比拟的。 由于光耦合器输入输出之间的隔离和电信号传输的单向性，光耦合器具有良好的电绝缘性和抗干扰能力。 因此，作为长期信息传输的终端隔离元件，可以大大提高信噪比。 作为计算机数字通讯和实时控制中的信号隔离接口器件，可以大大提高计算机的可靠性。 由于光耦的输入端为电流模式低阻元件，因此具有很强的共模抑制能力。

高速光耦结构为光电二极管+放大驱动电路，普通光耦结构为光电三极管+放大驱动电路。 光电二极管的响应速度为纳秒级，光电晶体管的响应速度为微秒级。 普通光耦合器工作在线性区域，并受到截止频率 fc 的限制。 要达到 100khz，必须满足某些条件。 带高速光耦10Mbps。

高速光耦具有信息单向传输、带宽大、寄生反馈小、噪声抑制能力强、抗电磁干扰性能好等特点。 它们越来越广泛地应用于数字和模拟电路中。 具有体积小、耦合紧密、驱动功率低、运行速度快、工作温度范围宽等优点，工作频率稳定，工作频率高，提供多种灵活的无刷直流电源 . 具有良好的工作空间和抗延迟能力。 变频器和空调由于其传播延迟速度短，可以提供快速切换，从而减少死区时间，提高运动效率和准确性。 高速光耦大大扩展了光耦在数字信号处理中的应用。