광 아이솔레이터

절연 전압은 LED와 광 센서 사이에 존재할 수 있는 최대 정격 전압 차이입니다. 이 절연 전압은 광절연 장치 자체의 구성과 장치 외부 요인에 의해 결정됩니다. 장치의 광원 요소의 전압이 광 센서 요소를 가로질러 호를 그리면 내부 고장이 발생합니다. 마찬가지로, 장치 입력 핀의 전압이 출력 핀을 가로질러 아크를 형성할 때 외부 항복이 발생합니다. 이는 입력 및 출력에 대한 트레이스가 라우팅 및 분리되는 방식과 장치 주변의 환경 조건인 PCB 설계의 영향을 받습니다. 아크가 발생하는 전압은 온도, 습도, 이격 거리, 압력 및 공기 중 오염 물질의 존재 여부에 따라 달라집니다. 거리와 습도가 가장 중요한 요소입니다.

광절연기 회로를 사용하여 접지면 또는 전압 감지 입력을 분리하는 경우 절연된 신호의 변화율은 상대적으로 중요하지 않습니다. 그러나 광절연기를 사용하여 데이터 링크와 통신 회선을 분리하는 경우 장치의 처리량이 필수적입니다. 광절연기 회로에서 달성 가능한 데이터 속도는 출력이 로드되는 방식과 온도의 영향을 받는 방식에 따라 달라집니다. 빠른 데이터 링크를 분리하는 경우 데이터시트를 매우 주의 깊게 연구하십시오.

기성 패시브 네트워크 아이솔레이터는 전자기 유도를 사용하여 외부 전원 공급 장치 없이 전기 비전도성 장벽을 제공하는 유선 이더넷 네트워크에 사용할 수 있다는 점을 언급할 가치가 있습니다. 광절연기 회로를 구현하는 것이 항상 가장 적절한 솔루션은 아닐 수 있지만 그 결정은 개인 상황에 따라 달라집니다.

모든 반도체 장치와 마찬가지로, 광절연기에 사용되는 포토다이오드는 입력과 출력 사이의 관계에 비선형 요소를 가지게 되며, 이로 인해 절연기를 통과하는 신호가 왜곡될 수 있습니다. 차단 또는 포화 영역을 피하면서 포토다이오드가 선형 범위에서 바이어스되고 작동되도록 하면 이 효과가 어느 정도 감소됩니다. 아날로그 신호를 분리하기 위해 광절연기를 사용하는 경우 잔류 비선형성이 특히 두드러집니다.

비선형성을 최소화한 전문 아날로그 광절연기가 개발되었습니다. 일반적으로 연산 증폭기에 연결된 두 개의 포토다이오드를 사용합니다. 하나의 포토다이오드는 평소와 같이 작동하고, 동일한 비선형성 성능을 가진 두 번째 장치는 증폭기의 피드백 루프에 위치하여 비선형성을 제거하여 보상합니다.

전류 전달 비율(CTR)은 LED와 센서 전류 사이의 비율로, 장치를 효과적으로 확보하고 효율성을 반영합니다. CTR이 낮은 광절연기는 특정 출력 부하에 대해 광트랜지스터에서 충분한 전류를 생성하기 위해 LED를 구동하는 데 더 많은 전류가 필요합니다.
CTR은 일정하지 않지만 구성 요소로 들어오는 입력 전류에 따라 달라집니다. CTR은 각 구성 요소, 해당 온도 및 구성 요소 연식에 따라 달라지므로 광절연기가 사용할 장치의 최대 정격 온도 및 최대 작동 수명에서 필요한 CTR을 제공하는 장치를 선택하는 것이 중요합니다. 부품의 제조 공차로 인해 동일한 부품 배치 내에서 광범위한 CTR이 발생할 수 있으므로 설계는 데이터 시트에 명시된 최소 CTR을 기반으로 작동해야 합니다. 이러한 모든 요인으로 인해 최적의 장치를 선택하는 것이 까다로울 수 있습니다.
힘

명심해야 할 마지막 요소는 광절연기 회로 자체의 전력 요구 사항과 손실로 인해 구성 요소에서 발생하는 열의 관리입니다. 기본 구성 요소는 상대적으로 비효율적일 수 있으며 특히 광절연체 자체의 성능이 열 효과에 의해 부정적인 영향을 받기 때문에 적절하게 처리해야 하는 상당한 열 에너지 수준을 생성합니다. 회로 레이아웃을 설계할 때 광절연기 회로에 대한 입력 트레이스를 다른 모든 트레이스, 특히 접지 및 전원 플레인과 적절하게 분리하여 트레이스 간에 과도 전류가 용량성 또는 유도성으로 결합되는 것을 방지해야 합니다.