高性能线性光电隔离器制造技术

本发明专利技术提供一种高性能线性光电隔离器，包括光电耦合器和光电流线性放大电路；光电耦合器包括发光二极管LED和光接收传感器PD；发光二极管LED的阳极和阴极分别作为高性能线性光电隔离器的输入端IN1、IN2；光接收传感器PD的阴极接光电流线性放大电路的电流流入端，光电流线性放大电路的电流流入端作为高性能线性光电隔离器的输出端OUT1；光接收传感器PD的阳极接光电流线性放大电路的信号端，光电流线性放大电路的电流流出端作为高性能线性光电隔离器的输出端OUT2。本发明专利技术具有使用寿命长，成本低，外围元件少，适应范围广，安全可靠的特点。

【技术实现步骤摘要】
高性能线性光电隔离器
本专利技术属于光电集成电路
，尤其是一种高性能线性光电隔离器。
技术介绍
目前，在现有技术中，数字隔离器类型很多，而高性能线性隔离器则较少，很少的几种类型其结构和使用均比较复杂，成本较高，对很多消费类产品的应用形成限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种高性能线性光电隔离器，具有使用寿命长，成本低，外围元件少，适应范围广，安全可靠的特点。本专利技术采用的技术方案是：一种高性能线性光电隔离器，包括光电耦合器和光电流线性放大电路；光电耦合器包括发光二极管LED和光接收传感器PD；发光二极管LED的阳极和阴极分别作为高性能线性光电隔离器的输入端IN1、IN2；光接收传感器PD的阴极接光电流线性放大电路的电流流入端，光电流线性放大电路的电流流入端作为高性能线性光电隔离器的输出端OUT1；光接收传感器PD的阳极接光电流线性放大电路的信号端，光电流线性放大电路的电流流出端作为高性能线性光电隔离器的输出端OUT2。具体地，光接收传感器PD包括光接收二极管传感器PD1和PD2；光电流线性放大电路包括NPN三极管Q1、Q2、Q3、Q6、Q7、Q8、Q9、Q11、Q13，PNP三极管Q4、Q5、Q10、Q12；光接收二极管传感器PD1和PD2的阴极均接输出端OUT1，PD2的阳极接三极管Q1的集电极和基极以及三极管Q2的基极，三极管Q1和Q2的发射极接输出端OUT2；PD1的阳极接三极管Q2的集电极、三极管Q3的集电极和三极管Q8的基极，三极管Q3的基极接三极管Q6的基极和集电极以及三极管Q4的集电极，三极管Q3的发射极和三极管Q6的发射极接输出端OUT2；三极管Q4的发射极和三极管Q5的发射极接输出端OUT1，三极管Q4的基极和三极管Q5的基极接三极管Q8的集电极；三极管Q8的发射极接输出端OUT2；三极管Q5的集电极接三极管Q7的集电极和三极管Q11的基极，三极管Q7的基极接三极管Q9的基极和集电极以及三极管Q10的集电极；三极管Q7的发射极和三极管Q9的发射极接输出端OUT2；三极管Q10的发射极和三极管Q12的发射极接输出端OUT1，三极管Q10的基极和三极管Q12的基极接三极管Q11的集电极，三极管Q11的发射极接输出端OUT2，三极管Q12的发射极接输出端OUT1，三极管Q12的集电极接三极管Q13的集电极和基极，三极管Q13的发射极接输出端OUT2。进一步地，Q3和Q6的发射区面积之比为1:N1,Q4与Q5的发射区面积之比为1:N2，Q7与Q9发射区面积之比为N3，Q10与Q12的发射区之比为N4，光电流线性放大电路的有效光电流放大倍数为Iamp=N1xN2xN3xN4。本专利技术的优点：本专利技术提出的高性能线性光电隔离器，具有低成本、容易使用、易批量生产的特点，可广泛应用于需要电工隔离的信号处理方面，如人体安全、隔离型供电、抗干扰信号处理等领域，尤其是可以很方便的应用于照明领域快速增长的DC调光器用LED灯及其他领域。附图说明图1为本专利技术的原理框图。图2为本专利技术的光电流线性放大电路原理图。图3为本专利技术的一个应用例示意图。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示，本专利技术提出的一种高性能线性光电隔离器，包括光电耦合器和光电流线性放大电路；光电耦合器包括发光二极管LED和光接收传感器PD；发光二极管LED的阳极和阴极分别作为高性能线性光电隔离器的输入端IN1、IN2；光接收传感器PD的阴极接光电流线性放大电路的电流流入端，光电流线性放大电路的电流流入端作为高性能线性光电隔离器的输出端OUT1；光接收传感器PD的阳极接光电流线性放大电路的信号端，光电流线性放大电路的电流流出端作为高性能线性光电隔离器的输出端OUT2；当需要模拟或数字信号的隔离传输或控制处理时，本专利技术把输入信号转换为相应的驱动LED电流，LED发光强度和输入信号大小相关，光接收传感器PD和光电流线性放大电路与发光二极管LED之间通过光耦合，具有很高的隔离电压，从而可输出与输入信号大小相关的隔离线性信号。如图2所示，光接收传感器PD包括光接收二极管传感器PD1和PD2；光电流线性放大电路包括NPN三极管Q1、Q2、Q3、Q6、Q7、Q8、Q9、Q11、Q13，PNP三极管Q4、Q5、Q10、Q12；光接收二极管传感器PD1和PD2的阴极均接输出端OUT1，PD2的阳极接三极管Q1的集电极和基极以及三极管Q2的基极，三极管Q1和Q2的发射极接输出端OUT2；PD1的阳极接三极管Q2的集电极、三极管Q3的集电极和三极管Q8的基极，三极管Q3的基极接三极管Q6的基极和集电极以及三极管Q4的集电极，三极管Q3的发射极和三极管Q6的发射极接输出端OUT2；三极管Q4的发射极和三极管Q5的发射极接输出端OUT1，三极管Q4的基极和三极管Q5的基极接三极管Q8的集电极；三极管Q8的发射极接输出端OUT2；三极管Q5的集电极接三极管Q7的集电极和三极管Q11的基极，三极管Q7的基极接三极管Q9的基极和集电极以及三极管Q10的集电极；三极管Q7的发射极和三极管Q9的发射极接输出端OUT2；三极管Q10的发射极和三极管Q12的发射极接输出端OUT1，三极管Q10的基极和三极管Q12的基极接三极管Q11的集电极，三极管Q11的发射极接输出端OUT2，三极管Q12的发射极接输出端OUT1，三极管Q12的集电极接三极管Q13的集电极和基极，三极管Q13的发射极接输出端OUT2。上述电路的工作原理如下：输入端IN1、IN2加电时，发光二极管LED会发光，且发光强度和所通过电流成正相关；PD1、PD2为光接收二极管传感器，PD2用来进行光谱或温度补偿；Q1和Q2组成近似1：1电流源完成补偿的作用；第一级电流放大电路主要包括Q3、Q6，Q3和Q6的发射区面积之比为1:N1,忽略掉基极电流，则Q4、Q6的电流是Q3电流的N1倍，即有效输入光电流被放大了N1倍；Q8为第一级、第二级电流放大电路公共部分；第二级电流放大电路主要包括Q4、Q5，Q4与Q5的发射区面积之比为1:N2，也即两者电流之比为N2或者说电流被放大了N2倍；第三级电流放大电路主要包括Q7、Q9，Q7与Q9发射区面积之比为N3，因此Q10、Q9的电流是Q7的电流的N3倍；Q11为第三、第四级电流放大电路公共部分；第四级也就是输出级主要包括Q10、Q12、Q13，Q10与Q12的发射区之比为N4，因此输出级的电流放大倍数为N4；整个电路的有效光电流放大倍数为Iamp=N1xN2xN3xN4，并且这个电流放大级数可扩展。通过以上的光电流线性放大电路，把PD感应的微弱光电流（通常小到pA或nA水平)放大到uA或mA供后续电路使用。从以上可以看出，输入LED（通常与后级电路不共地）的信号通过本专利技术电路转换为一个隔离的线性电流信号，且这个线性电流与光电耦合器中LED输入电流呈正相关，从而完成了线性隔离信号传输或处理的作用。图3给出了本专利技术在LED照明DC调光中的应用；图3中，AC为交流电输入，D4为整流桥，C1为去干扰电容；R6，C2，稳压二极管Zener组成一个简洁的直流供电部分；DC调光器的地和后级电路不共地；DC调光器的直流电压输出通过R2限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能线性光电隔离器，其特征在于，包括光电耦合器和光电流线性放大电路；光电耦合器包括发光二极管LED和光接收传感器PD；发光二极管LED的阳极和阴极分别作为高性能线性光电隔离器的输入端IN1、IN2；光接收传感器PD的阴极接光电流线性放大电路的电流流入端，光电流线性放大电路的电流流入端作为高性能线性光电隔离器的输出端OUT1；光接收传感器PD的阳极接光电流线性放大电路的信号端，光电流线性放大电路的电流流出端作为高性能线性光电隔离器的输出端OUT2。

【技术特征摘要】
1.一种高性能线性光电隔离器，其特征在于，包括光电耦合器和光电流线性放大电路；光电耦合器包括发光二极管LED和光接收传感器PD；发光二极管LED的阳极和阴极分别作为高性能线性光电隔离器的输入端IN1、IN2；光接收传感器PD的阴极接光电流线性放大电路的电流流入端，光电流线性放大电路的电流流入端作为高性能线性光电隔离器的输出端OUT1；光接收传感器PD的阳极接光电流线性放大电路的信号端，光电流线性放大电路的电流流出端作为高性能线性光电隔离器的输出端OUT2。2.如权利要求1所述的高性能线性光电隔离器，其特征在于，光接收传感器PD包括光接收二极管传感器PD1和PD2；光电流线性放大电路包括NPN三极管Q1、Q2、Q3、Q6、Q7、Q8、Q9、Q11、Q13，PNP三极管Q4、Q5、Q10、Q12；光接收二极管传感器PD1和PD2的阴极均接输出端OUT1，PD2的阳极接三极管Q1的集电极和基极以及三极管Q2的基极，三极管Q1和Q2的发射极接输出端OUT2；PD1的阳极接三极管Q2的集电极、三极管Q3的集电极和三极管Q8的基极，三极管Q3的基极接三极管Q6的基极和集...

【专利技术属性】
技术研发人员：王开，卢其伟，
申请(专利权)人：王开，
类型：发明
国别省市：江苏,32